原创 低压电力线上高频信号的衰减及其变化

高频信号在低压电力线上的衰减是低压电力线载波通信遇到的又一个实际困难。低压电力线一般由铜或电的其它良导体加工而成，其本身的阻抗很小。对不同频率的信号，其阻抗略有变化且相对稳定。电力线本身的阻抗并不是产生衰减的主要原因。对高频信号而言，低压电力线是一根非均匀分布的传输线，各种不同性质的负载在这根线的任意位置随机地连接或断开。因此，高频信号在低压电力线上的传输必然存在衰减。显然，这种衰减与通信距离、信号频率等都有密切关系。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

总的来说，信号传输的距离越远，信号衰减就越厉害。但是，由于电力线是非均匀不平衡的传输线，接在上面的负载的阻抗也不匹配，所以信号会遇到反射、驻波等复杂现象。这些复杂现象的组合，使信号的衰减随距离的变化关系变得非常复杂，有可能出现近距离点的衰减比远距离点还大的现象。信号频率与信号衰减有着直接的关系，下图表示的即为信号衰减与频率之间的关系。

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值得一提的是，电容器对低压电力线载波通信系统有重大的影响。由于电容器高频信号的阻抗比较小，所以会使高频信号有比较大的衰减。例如，一个接在一相上的10 μF电容器，对100 kHz的信号的阻抗只有0.16 Ω。这对于低压电力线载波通信系统可以说是一个巨大的障碍。当负载很小时，发送电路的内阻也不可忽视，它会分去相当一部分的功率。

高频信号在低压电力线上传输时，还有一个显著的现象是其衰减随工频电源的相位而变化。有时高频信号在工频电源的某个相位范围内会发生较大的衰减变化，在这个相位范围内，信号衰减有可能会减小几个分贝，或是增大几分贝到十几分贝。产生这种现象的原因，可能是因为一些工作于开关状态的设备，如开关电源等，在工频交流电的一定相位时打开开关器件。这些电路上通常含有大容量的电容器或大功率的负载，所以会引起高频信号衰减的急剧变化。而且大多数的开关电源都在一侧接有补偿电容，虽然电容量较小，但是由于数量较多，所以其影响不容忽视。除此之外，开关电源会向电力线上施放大量高频干扰，从而影响通信系统的工作。

随着负载在电力线上的连接或断开，在不同的时刻，信号衰减都会表现出不同的特点，有时这种变化的程度会很大。由于负载的变化是随机的，所以信号衰减也会随机地发生变化。

在总体上，电力线上的衰减随着频率的增加而增加，但在某些频率，由于负载产生的共振现象和传输线效应的影响，衰减会出现突然的迅速增加。同时，信号传输距离对信号衰减程度也起着决定性的影响；随着距离的增加，衰减会迅速地增加。从统计上来说，这种变化还是有一定的定性规律可寻的。实验表明信号的衰减是距离的函数，一般为40～100dB/Km.