一種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)及方法，用以提高輸出信號幅值、相位和頻率的精確度，實(shí)現(xiàn)對合并單元有關(guān)計(jì)量的測試和校準(zhǔn)。所述基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，包括：數(shù)字控制模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、功率放大器模塊以及反饋模塊；其中，數(shù)字控制模塊，用于接收待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，根據(jù)待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，確定待生成基準(zhǔn)信號的信號值，并根據(jù)反饋模塊反饋的輸出信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用于將待生成基準(zhǔn)信號的信號值轉(zhuǎn)換為模擬信號；功率放大器模塊，用于將模擬信號放大之后發(fā)送至被測合并單元；反饋模塊，用于采集功率放大器模塊的輸出信號，并將采集到的輸出信號反饋至數(shù)字控制模塊。
【專利說明】
_種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及合并單元校驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于合并單元校驗(yàn)的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002 ]隨著智能變電站建設(shè)范圍的擴(kuò)大以及傳統(tǒng)變電站智能化改造的深入，在變電站中智能化裝置日益增多，基于新技術(shù)的運(yùn)用，傳統(tǒng)的調(diào)試手段已不能滿足要求，對智能化設(shè)備的調(diào)試及檢測也提出了新的要求。
[0003]在智能變電站過程層中，合并單元作為獲取電力系統(tǒng)電流和電壓的重要智能電子設(shè)備(Intelligent Electronic Device,IED)，承載著電力系統(tǒng)二次設(shè)備前端數(shù)據(jù)采集、合并、轉(zhuǎn)換的重要功能，故對合并單元的功能及性能的有效測試，成為了智能變電站測試工作的一個重要環(huán)節(jié)，對合并單元的試驗(yàn)也顯得日益重要。
[0004]傳統(tǒng)的合并單元校驗(yàn)系統(tǒng)，也即傳統(tǒng)的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，如圖1所示，包括:計(jì)算機(jī)102、數(shù)字控制模塊104、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊106、功率放大器108以及被測合并單元110，在計(jì)算機(jī)102中輸入待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，在數(shù)字控制模塊104中根據(jù)待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)計(jì)算待生成基準(zhǔn)信號的信號值，并在數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊106中將待生成基準(zhǔn)信號的信號值轉(zhuǎn)換為模擬信號，再將生成的模擬信號經(jīng)過功率放大器108放大之后發(fā)送至被測合并單元110進(jìn)行測試。
[0005]傳統(tǒng)的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)雖然能夠產(chǎn)生包括工頻和各次諧波在內(nèi)的繼電保護(hù)試驗(yàn)信號，但是基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)為開環(huán)系統(tǒng)，無法自動校準(zhǔn)和自動補(bǔ)償，輸出信號的幅值、相位和頻率精度較低，例如:在幅值誤差上會大于0.5%,無法完成合并單元有關(guān)計(jì)量的測試和校準(zhǔn)。
[0006]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中開環(huán)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，無法對輸出信號進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償，輸出信號的幅值、相位和頻率精度較低，無法完成合并單元有關(guān)計(jì)量的測試和校準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)及方法，用以提高輸出信號幅值、相位和頻率的精確度，實(shí)現(xiàn)對合并單元有關(guān)計(jì)量的測試和校準(zhǔn)。
[0008]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:數(shù)字控制模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、功率放大器模塊以及反饋模塊;其中，所述數(shù)字控制模塊，用于接收待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，根據(jù)所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，確定待生成基準(zhǔn)信號的信號值，并根據(jù)所述反饋模塊反饋的輸出信號對所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正;所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，與所述數(shù)字控制模塊電連接，用于將所述待生成基準(zhǔn)信號的信號值轉(zhuǎn)換為模擬信號;所述功率放大器模塊，與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電連接，用于將所述模擬信號放大之后發(fā)送至被測合并單元;所述反饋模塊，連接在所述功率放大器模塊和所述數(shù)字控制模塊之間，用于采集所述功率放大器模塊的輸出信號，并將采集到的輸出信號反饋至所述數(shù)字控制模塊。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供的上述系統(tǒng)中，在功率放大器模塊和數(shù)字控制模塊之間連接反饋模塊構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，通過反饋模塊采集功率放大器模塊的輸出信號，并將采集的輸出信號反饋至數(shù)字控制模塊，使得數(shù)字控制模塊能夠根據(jù)接收到的輸出信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)對輸出信號的補(bǔ)償和校準(zhǔn)，與現(xiàn)有技術(shù)中開環(huán)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，無法對輸出信號進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償，輸出信號的幅值、相位和頻率精度較低相比，本發(fā)明實(shí)施例提高了輸出信號幅值、相位和頻率的精確度，從而能夠完成合并單元有關(guān)計(jì)量的測試和校準(zhǔn)。
[0010]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述系統(tǒng)中，所述數(shù)字控制模塊，包括:現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FieId—ProgrammabIe Gate Array，F(xiàn)PGA)、比較器以及比例積分微分(Proport1n Integral Derivative，PID)控制器；其中，所述FPGA，用于對所述反饋模塊反饋的輸出信號進(jìn)行解調(diào)，確定所述輸出信號的波形參數(shù);所述比較器，與所述FPGA電連接，用于將所述輸出信號的波形參數(shù)與所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行比較，確定所述輸出信號的波形參數(shù)與所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)之間的差值;所述PID控制器，與所述比較器電連接，用于將所述差值轉(zhuǎn)換為修正值，利用所述修正值對所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正。
[0011]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述系統(tǒng)中，所述反饋模塊，包括:電壓轉(zhuǎn)換模塊、信號調(diào)理模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊;其中，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊，與所述功率放大器模塊電連接，用于采集所述功率放大器模塊的輸出信號，并將所述輸出信號的電壓轉(zhuǎn)換到預(yù)設(shè)量程范圍內(nèi)；所述信號調(diào)理模塊，與所述電壓轉(zhuǎn)換模塊電連接，用于對所述電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出信號進(jìn)行濾波處理;所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，與所述信號調(diào)理模塊電連接，用于對所述信號調(diào)理模塊的輸出信號進(jìn)行采樣，并將采樣得到的信號值發(fā)送至所述數(shù)字控制模塊。
[0012]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述系統(tǒng)中，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括以下任意一種或其組合:分流器、電流互感器(Current Transformer，CT)以及羅氏線圈。
[0013]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述系統(tǒng)中，所述信號調(diào)理模塊，包括:模擬信號濾波器和運(yùn)算放大器。
[0014]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述系統(tǒng)中，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，包括:模數(shù)變換器及其驅(qū)動電路。
[0015]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述系統(tǒng)中，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，包括:數(shù)模轉(zhuǎn)換器及其驅(qū)動電路。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種應(yīng)用本發(fā)明上述實(shí)施例提供的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號發(fā)生方法，該方法包括:接收待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù);根據(jù)所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第一基準(zhǔn)信號；利用所述第一基準(zhǔn)信號對所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，并根據(jù)修正后的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第二基準(zhǔn)信號，將所述第二基準(zhǔn)信號發(fā)送至被測合并單元。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例提供的上述方法中，接收待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，根據(jù)待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第一基準(zhǔn)信號，利用第一基準(zhǔn)信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，并根據(jù)修正后的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第二基準(zhǔn)信號，將第二基準(zhǔn)信號發(fā)送至被測合并單元，本發(fā)明實(shí)施例中利用第一基準(zhǔn)信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，也即利用基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)的輸出信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，進(jìn)而根據(jù)修正后的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第二基準(zhǔn)信號，從而實(shí)現(xiàn)對輸出信號的補(bǔ)償和校準(zhǔn)，與現(xiàn)有技術(shù)中開環(huán)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，無法對輸出信號進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償，輸出信號的幅值、相位和頻率精度較低相比，本發(fā)明實(shí)施例提高了輸出信號幅值、相位和頻率的精確度，從而能夠完成合并單元有關(guān)計(jì)量的測試和校準(zhǔn)。
[0018]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述方法中，所述利用所述第一基準(zhǔn)信號對所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，包括:對所述第一基準(zhǔn)信號進(jìn)行解調(diào)，根據(jù)解調(diào)結(jié)果確定所述第一基準(zhǔn)信號的波形參數(shù);將所述第一基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)與所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行比較，確定所述第一基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)與所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)之間的差值;利用比例積分微分PID調(diào)節(jié)將所述差值轉(zhuǎn)換為修正值，利用所述修正值對所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正。
[0019]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述方法中，所述根據(jù)所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第一基準(zhǔn)信號，包括:根據(jù)所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，確定待生成基準(zhǔn)信號的信號值，將所述待生成基準(zhǔn)信號的信號值轉(zhuǎn)換為模擬信號，并對所述模擬信號進(jìn)行放大得到所述第一基準(zhǔn)信號。
[0020]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述方法中，所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，包括:待生成基準(zhǔn)信號的基波、間諧波以及間諧波的幅值信息、頻率信息和相位信息。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基準(zhǔn)信號發(fā)生方法的示意流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)及方法的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，如圖2所示，該系統(tǒng)包括:數(shù)字控制模塊202、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊204、功率放大器模塊206以及反饋模塊208;其中，數(shù)字控制模塊202，用于接收待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，根據(jù)待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，確定待生成基準(zhǔn)信號的信號值，并根據(jù)反饋模塊208反饋的輸出信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正;數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊204，與數(shù)字控制模塊202電連接，用于將待生成基準(zhǔn)信號的信號值轉(zhuǎn)換為模擬信號;功率放大器模塊206，與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊204電連接，用于將模擬信號放大之后發(fā)送至被測合并單元;反饋模塊208，連接在功率放大器模塊206和數(shù)字控制模塊202之間，用于采集功率放大器模塊的輸出信號，并將采集到的輸出信號反饋至數(shù)字控制模塊202。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例中，數(shù)字控制模塊202可以與計(jì)算機(jī)或者其它智能設(shè)備相連接，以接收用戶通過計(jì)算機(jī)或者其它智能設(shè)備輸入的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊204，包括:數(shù)模轉(zhuǎn)換器及其驅(qū)動電路，其中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以采用20位高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器，待生成信號的波形參數(shù)，包括:待生成基準(zhǔn)信號的基波、間諧波以及間諧波的幅值信息、頻率信息和相位信息。
[0028]值得說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中功率放大器模塊206包括電壓放大器和電流放大器，用于將數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊204輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為設(shè)定量程范圍內(nèi)，該設(shè)定量程范圍根據(jù)待生成基準(zhǔn)信號的要求而定，例如:數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊204輸出模擬信號為±12V以下的模擬信號，預(yù)定量程范圍為±48V，則可以通過功率放大器模塊206對±12以下的模擬信號進(jìn)行放大，將模擬信號放大為±48V以下的模擬信號。具體實(shí)施時，功率放大器模塊204可以包括4路電壓放大器和6路電流放大器，以實(shí)現(xiàn)多通道電壓或者電流的同步輸出。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)中，在功率放大器模塊206和數(shù)字控制模塊202之間連接反饋模塊208構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，通過反饋模塊208采集功率放大器模塊的輸出信號，并將采集的輸出信號反饋至數(shù)字控制模塊202，使得數(shù)字控制模塊202能夠根據(jù)接收到的輸出信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)對輸出信號的補(bǔ)償和校準(zhǔn)，與現(xiàn)有技術(shù)中開環(huán)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，無法對輸出信號進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償，輸出信號的幅值、相位和頻率精度較低相比，本發(fā)明實(shí)施例提高了輸出信號幅值、相位和頻率的精確度，從而能夠完成合并單元有關(guān)計(jì)量的測試和校準(zhǔn)，能夠?qū)χ悄茏冸娬镜暮喜卧M(jìn)行高精度的校驗(yàn)和校準(zhǔn)，滿足相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并獲得很好的校準(zhǔn)結(jié)果。
[0030]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)中，數(shù)字控制模塊202，包括:現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA、比較器以及比例積分微分PID控制器;其中，F(xiàn)PGA，用于對反饋模塊208反饋的輸出信號進(jìn)行解調(diào)，確定輸出信號的波形參數(shù)；比較器，與FPGA電連接，用于將輸出信號的波形參數(shù)與待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行比較，確定輸出信號的波形參數(shù)與待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)之間的差值;PID控制器，與比較器電連接，用于將差值轉(zhuǎn)換為修正值，利用修正值對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正。
[0031]具體實(shí)施時，反饋模塊208采集功率放大器模塊206的輸出信號，并將輸出信號反饋至數(shù)字控制模塊202，數(shù)字控制模塊202中的FPGA對接收到的輸出信號進(jìn)行解調(diào)，確定輸出信號的波形參數(shù)，具體解調(diào)方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的方法，此處不再贅述。
[0032]在確定輸出信號的波形參數(shù)之后，由比較器將輸出信號的波形參數(shù)與待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行比較，確定輸出信號的波形參數(shù)與待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)之間的差值，然后由PID控制器將輸出信號的波形參數(shù)與待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)之間的差值轉(zhuǎn)換為修正值，利用修正值對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正。作為較為具體的實(shí)施例，假設(shè)待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)中某個參數(shù)的值為5，而PID控制器確定出的該項(xiàng)參數(shù)的修正值為0.1，則利用該項(xiàng)參數(shù)的修正值對該項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行修正，得到修正后的該項(xiàng)參數(shù)為5.1。
[0033]較為優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種基準(zhǔn)信號系統(tǒng)，如圖3所示，包括:數(shù)字控制模塊202、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊204、功率放大器模塊206以及反饋模塊208，其中，反饋模塊208，包括:電壓轉(zhuǎn)換模塊2082、信號調(diào)理模塊2084以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2086;其中，電壓轉(zhuǎn)換模塊2082，與功率放大器模塊206電連接，用于采集功率放大器模塊206的輸出信號，并將輸出信號的電壓轉(zhuǎn)換到預(yù)設(shè)量程范圍內(nèi)；信號調(diào)理模塊2084，與電壓轉(zhuǎn)換模塊2082電連接，用于對電壓轉(zhuǎn)換模塊2082的輸出信號進(jìn)行濾波處理;模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2086，與信號調(diào)理模塊2084電連接，用于對信號調(diào)理模塊2084的輸出信號進(jìn)行采樣，并將采樣得到的信號值發(fā)送至數(shù)字控制模塊202。
[0034]具體實(shí)施時，由于功率放大器模塊206的輸出信號是經(jīng)過放大之后的模擬信號，因此，在電壓轉(zhuǎn)換模塊2082采集到功率放大器模塊206輸出的模擬信號之后，需要對采集到的模擬信號進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，具體來說，需要對采集到的模擬信號進(jìn)行高低電壓轉(zhuǎn)換，以減小模擬信號的量程范圍便于傳輸，假設(shè)功率放大器模塊206輸出信號的量程范圍為±48V，則電壓轉(zhuǎn)換模塊2082對其進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，例如:可以將其轉(zhuǎn)換成量程范圍為±12V。其中，電壓轉(zhuǎn)換模塊2082可以采用分流器、電流互感器CT以及羅氏線圈中的任意一種或多種。
[0035]信號調(diào)理模塊2084對電壓轉(zhuǎn)換模塊2082輸出的模擬信號進(jìn)行濾波處理，并將濾波處理之后的模擬信號發(fā)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2086，由模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2086對信號進(jìn)行采樣之后，輸出給數(shù)字控制模塊202，其中，信號調(diào)理模塊2084，包括:模擬信號濾波器和運(yùn)算放大器，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2086，包括:模數(shù)變換器及其驅(qū)動電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2086可以采用高精度24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，以提高每周波的采樣點(diǎn)數(shù)，從而在數(shù)字控制模塊202中實(shí)現(xiàn)對輸出信號的完整及尚質(zhì)量再現(xiàn)，提尚對待生成基準(zhǔn)?目號的波形參數(shù)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性。
[0036]應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，本發(fā)明實(shí)施例還提供了基準(zhǔn)信號發(fā)生方法，如圖4所示，該方法包括:
[0037]步驟402，接收待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)。
[0038]具體實(shí)施時，接收待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，也即通過計(jì)算機(jī)或者其它智能設(shè)備接收用戶輸入的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，該待生成基準(zhǔn)信號為合并單元測試所需的基準(zhǔn)信號，其中，待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，包括:待生成基準(zhǔn)信號的基波、間諧波以及間諧波的幅值信息、頻率信息和相位信息。
[0039]步驟404，根據(jù)待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第一基準(zhǔn)信號。
[0040]步驟406，利用第一基準(zhǔn)信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，并根據(jù)修正后的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第二基準(zhǔn)信號，將第二基準(zhǔn)信號發(fā)送至被測合并單
J L ο
[0041]需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所提到的第一基準(zhǔn)信號和第二基準(zhǔn)信號并不特指具體的基準(zhǔn)信號，而是表示具有前后順序的兩個基準(zhǔn)信號，具體來說，利用第一基準(zhǔn)信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，然后根據(jù)修正后的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第二基準(zhǔn)信號，同樣地，在循環(huán)修正過程的下一個循環(huán)中，第二基準(zhǔn)信號也可以作為第一基準(zhǔn)信號，再次對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，也即利用第二基準(zhǔn)信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，然后根據(jù)修正后的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成基準(zhǔn)信號(例如:第三基準(zhǔn)信號)。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例提供的方法中，接收待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，根據(jù)待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第一基準(zhǔn)信號，利用第一基準(zhǔn)信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，并根據(jù)修正后的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第二基準(zhǔn)信號，將第二基準(zhǔn)信號發(fā)送至被測合并單元，本發(fā)明實(shí)施例中利用第一基準(zhǔn)信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，也即利用基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)的輸出信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，進(jìn)而根據(jù)修正后的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第二基準(zhǔn)信號，從而實(shí)現(xiàn)對輸出信號的補(bǔ)償和校準(zhǔn)，與現(xiàn)有技術(shù)中開環(huán)設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，無法對輸出信號進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償，輸出信號的幅值、相位和頻率精度較低相比，本發(fā)明實(shí)施例提高了輸出信號幅值、相位和頻率的精確度，從而能夠完成合并單元有關(guān)計(jì)量的測試和校準(zhǔn)。
[0043]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的方法中，利用第一基準(zhǔn)信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，包括:對第一基準(zhǔn)信號進(jìn)行解調(diào)，根據(jù)解調(diào)結(jié)果確定第一基準(zhǔn)信號的波形參數(shù);將第一基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)與待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行比較，確定第一基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)與待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)之間的差值;利用比例積分微分PID調(diào)節(jié)將差值轉(zhuǎn)換為修正值，利用修正值對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正。
[0044]在一種可能的實(shí)施方式中，本發(fā)明實(shí)施例提供的方法中，根據(jù)待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第一基準(zhǔn)信號，包括:根據(jù)待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，確定待生成基準(zhǔn)信號的信號值，將待生成基準(zhǔn)信號的信號值轉(zhuǎn)換為模擬信號，并對模擬信號進(jìn)行放大得到第一基準(zhǔn)信號。
[0045]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)及方法，通過閉環(huán)設(shè)計(jì)，使得能夠根據(jù)輸出信號對待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)對輸出信號的補(bǔ)償和校準(zhǔn)，提高了輸出信號幅值、相位和頻率的精確度，從而能夠完成合并單元有關(guān)計(jì)量的測試和校準(zhǔn)，能夠?qū)χ悄茏冸娬镜暮喜卧M(jìn)行高精度的校驗(yàn)和校準(zhǔn)，滿足相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，并獲得很好的校準(zhǔn)結(jié)果。
[0046]本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器和光學(xué)存儲器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。
[0047]本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
[0048]這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，使得存儲在該計(jì)算機(jī)可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
[0049]這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
[0050]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 數(shù)字控制模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、功率放大器模塊以及反饋模塊;其中， 所述數(shù)字控制模塊，用于接收待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，根據(jù)所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，確定待生成基準(zhǔn)信號的信號值，并根據(jù)所述反饋模塊反饋的輸出信號對所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正； 所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，與所述數(shù)字控制模塊電連接，用于將所述待生成基準(zhǔn)信號的信號值轉(zhuǎn)換為模擬信號； 所述功率放大器模塊，與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊電連接，用于將所述模擬信號放大之后發(fā)送至被測合并單元； 所述反饋模塊，連接在所述功率放大器模塊和所述數(shù)字控制模塊之間，用于采集所述功率放大器模塊的輸出信號，并將采集到的輸出信號反饋至所述數(shù)字控制模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)字控制模塊，包括:現(xiàn)場可編程邏輯門陣列FPGA、比較器以及比例積分微分PID控制器;其中， 所述FPGA，用于對所述反饋模塊反饋的輸出信號進(jìn)行解調(diào)，確定所述輸出信號的波形參數(shù)； 所述比較器，與所述FPGA電連接，用于將所述輸出信號的波形參數(shù)與所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行比較，確定所述輸出信號的波形參數(shù)與所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)之間的差值； 所述PID控制器，與所述比較器電連接，用于將所述差值轉(zhuǎn)換為修正值，利用所述修正值對所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋模塊，包括: 電壓轉(zhuǎn)換模塊、信號調(diào)理模塊以及模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊;其中， 所述電壓轉(zhuǎn)換模塊，與所述功率放大器模塊電連接，用于采集所述功率放大器模塊的輸出信號，并將所述輸出信號的電壓轉(zhuǎn)換到預(yù)設(shè)量程范圍內(nèi)； 所述信號調(diào)理模塊，與所述電壓轉(zhuǎn)換模塊電連接，用于對所述電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出信號進(jìn)行濾波處理； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，與所述信號調(diào)理模塊電連接，用于對所述信號調(diào)理模塊的輸出信號進(jìn)行采樣，并將采樣得到的信號值發(fā)送至所述數(shù)字控制模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊包括以下任意一種或其組合:分流器、電流互感器CT以及羅氏線圈。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理模塊，包括:模擬信號濾波器和運(yùn)算放大器。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，包括:模數(shù)變換器及其驅(qū)動電路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，包括:數(shù)模轉(zhuǎn)換器及其驅(qū)動電路。8.—種應(yīng)用如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的基準(zhǔn)信號發(fā)生系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號發(fā)生方法，其特征在于，該方法包括: 接收待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)； 根據(jù)所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第一基準(zhǔn)信號； 利用所述第一基準(zhǔn)信號對所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，并根據(jù)修正后的待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第二基準(zhǔn)信號，將所述第二基準(zhǔn)信號發(fā)送至被測合并單J L ο9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一基準(zhǔn)信號對所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正，包括: 對所述第一基準(zhǔn)信號進(jìn)行解調(diào)，根據(jù)解調(diào)結(jié)果確定所述第一基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)；將所述第一基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)與所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行比較，確定所述第一基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)與所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)之間的差值； 利用比例積分微分PID調(diào)節(jié)將所述差值轉(zhuǎn)換為修正值，利用所述修正值對所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)進(jìn)行修正。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，生成第一基準(zhǔn)信號，包括: 根據(jù)所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，確定待生成基準(zhǔn)信號的信號值，將所述待生成基準(zhǔn)信號的信號值轉(zhuǎn)換為模擬信號，并對所述模擬信號進(jìn)行放大得到所述第一基準(zhǔn)信號。11.根據(jù)權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述待生成基準(zhǔn)信號的波形參數(shù)，包括:待生成基準(zhǔn)信號的基波、間諧波以及間諧波的幅值信息、頻率信息和相位信息。
【文檔編號】G01R1/28GK106053899SQ201610671983
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月15日 公開號201610671983.0, CN 106053899 A, CN 106053899A, CN 201610671983, CN-A-106053899, CN106053899 A, CN106053899A, CN201610671983, CN201610671983.0
【發(fā)明人】周文聞, 向前, 王宗興
【申請人】北京博電新力電氣股份有限公司