引言
     随着Internet的飞速发展，利用电力线进行高速数据通信由于其接入成本低，覆盖范围广、不用重新布线等优点，越来越受到人们的欢迎。目前世界很多厂商都推出了电力线通信专用芯片，其中Intellon公司的INT51X1芯片集成了10bit ADC、DAC和AGC控制；介质访问子层采用了载波监听多路访问/冲突防止(CSMA/CA)技术；支持56bit加密技术。INT51X1芯片采用了先进的OFDM技术，能够提供14Mbps的数据传输速率，只需采用简单的外围电路就可以设计出可靠、高效的低压电力线高速数据通信模块。

     INT51X1芯片提供了三种独立接口：USB接口，媒体独立接口(MII)/通用串行接口(GPSI)和MII 主机/数据终端设备(DTE)。通过外部的不同配置，可以形成不同的应用实例。

图1  直流供电电路(5V/3.3V/1.8V/1.5V)

图2  耦合电路

选用INT51X1芯片的USB接口，设计调制解调器：
      数据发送时计算机等终端设备发出的数据通过USB接口进入USB主控单元。在其控制管理下，数据被送往核心部件INT51X1收发器，在此完成数据的编码调制，再通过数模转换把数字信号转换成模拟信号。在模拟信号处理模块中完成对信号的杂波处理和传送的流量控制。此后信号通过耦合电路加载到电力线上进行传送。

      数据接收时从电力线上经过耦合电路提取进来的信号，首先需在模拟前端中进行滤波、放大等一系列的处理，再进入核心部件进行对应的解调解码，最终由USB接口读入到数据终端。

高速数据传送模块电路设计

高速数据传送模块电路大致分为以下几个部分：
电源电路
     由于整个模块中所用芯片需要使用多种电源，所以要设计产生不同电压的直流电源。整个模块的供电来源于USB接口。从USB接口获得的+5V电源经过AS1117_3.3调整得到3.3V电源，经过AS1117_ADJ分别产生1.8V和1.5V(图1)。

耦合电路
      由于数据信号是通过电力线传送的，所以要从电力线中将数据信号提取出来。这就要求50Hz的工频信号不能给数据通信系统带来太大的干扰，同时要保证系统的安全，所以必须进行强电隔离。又要求低压电力线上并接的所有电器的"统计载波阻抗"要高，以确保较高的载波信号加载率。因此采用复合耦合技术来完成耦合电路的设计(见图2)。

图3  模拟处理前端设计框图

图4  系统时钟产生电路

模拟信号处理
      模拟信号处理模块最主要的任务是对信号进行杂波抑制和流量控制，功能框图如图3。
      当数据从数据终端传送进来后，首先进行发送滤波，然后进行线路激励以适应此后的长距离传输、保证信号质量，最后通过双向的收发器传送到耦合电路。

      当数据从耦合电路进来，首先进入到接收滤波器，然后根据信号的情况发出自动增益控制的指令，此后信号送出模拟信号处理模块。

配置电路
外围的配置电路包括EEPROM的配置，工作指示灯的设置等。
     EEPROM用来存储各模块单元的初始化配置指令和控制字，设备的MAC地址和DES密钥也写入EEPROM中。

     工作指示灯共设置三个，分别指示链路连接状态、数据传送状态和链路拥塞状态。当通信链路物理连接正确时，链路连接状态指示灯亮；当数据链路建立起来并有数据正常传送时，数据传送状态指示灯亮；当数据链路中发生数据碰撞和数据拥塞时，链路拥塞状态指示灯亮、报错。
系统时钟是由晶体电路提供(图4)。

PCB设计中应注意的问题
      由于本电路工作频率涉及到基带和射频，电压包括220V、3.3V等多种，为了减少信号间的干扰，增加电路工作的稳定性.

结语
      本设计用INT51X1芯片，实现了通过低压电力线高速数据通信。利用该通信模块已经成功的建立了基于电力线的局域网，传输速率可达10Mbps。接入Internet,可实现网页浏览、网络游戏、IP电话等服务。在线观看.rm视频文件，画面流畅，声音清晰，可以正常观看。由此可见，该模块能够满足网络中视频音频的传输要求。从计算机网络的角度来分析，物理层以建筑中的民用电力线为通信媒质，采用了OFDM的调制技术；MAC层采用的CSMA/CA方式，提高了通信信道的利用率，提供了可靠的QoS保证。