專利名稱：用于有線線路電纜系統(tǒng)的電源調(diào)節(jié)器的制作方法
背景1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的領(lǐng)域，尤其涉及一種有線線路測井系統(tǒng)和包括基于有線線路系統(tǒng)模型來對提供給負載的功率進行動態(tài)控制的方法。
2.相關(guān)技術(shù)歷史電纜測井通常指的是使用電子測量儀器來對油井或氣井進行調(diào)查，以便確定其地質(zhì)、巖石物理(petro-physical)或地球物理特性。這些電子儀器是使用一條名為“有線線路電纜”的帶有防護的鋼制電纜來傳送進鉆井孔的。由這些固定在有線線路電纜上的井下儀器產(chǎn)生的測量結(jié)果經(jīng)由有線線路電纜中的導(dǎo)體回送到地面的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。電學(xué)、聲學(xué)、核能和成像工具用于激勵井孔內(nèi)部的巖層和流體，然后，電子測量儀器將對巖層和流體的響應(yīng)進行測量。此外，有線線路電纜還提供了測井工具操作所需要的電力。
從電功率的角度來看，電纜測井系統(tǒng)可以視為是一個電路，在這個電路中包含了一個頭端電阻(Rh)，該電阻表示的是與表示有線線路電纜自身的阻抗元件相串聯(lián)的井下儀器。如果將有線線路電纜模擬成一個簡單電阻元件，則

圖1對所述系統(tǒng)的電路圖進行了描述。在這個簡單的模型中，電壓源Vs被施加在電纜電阻(Rc)和頭端電阻Rh的串聯(lián)組合上。
在這里，兩個對抗性因素控制了電纜測井操作。一方面，較為理想的是將傳遞到頭端(工具)的功率增至最大，以使數(shù)據(jù)采集速率達到最高并且一般會加速操作。眾所周知的是，當(dāng)電纜電阻Rc與頭端電阻Rh相等并且頭端的電壓Vh是電源電壓Vs的1/2時，遞送到負載的將會是最大功率。然而在這些條件下，當(dāng)負載阻抗(Rh)從最小值變成幾乎開路時，負載電壓將會發(fā)生大約100％的變化，其中所述開路是在斷開沉重負載并且只有控制電路保持帶電的時候發(fā)生的。一般而言，對電子電路來說，這種變化通常是無法接受的，在電纜測井系統(tǒng)中則更是如此。由此需要某種裝置來對提供給頭端的電壓進行調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在參考圖2，其中描述的是一個表示傳統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)120的框圖。電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)120將負載電壓VL122測定值與一個設(shè)定電壓Vset124進行比較，以便確定一個誤差信號126。所述誤差信號126表示的是VL122與Vset124之間的差值。然后則通常將誤差信號126提供給一個誤差放大元件128。所述放大元件128通常包括一個運算放大器并且可以根據(jù)應(yīng)用來使用一個比例、積分和/或微分電路。而放大元件128則通常從誤差信號126中產(chǎn)生一個源電壓，以便將VL保持在想要的電平(也就是Vset)。
諸如系統(tǒng)120之類的常規(guī)電壓調(diào)節(jié)器需要精密測量負載電壓VL，以便在電壓源進行電壓控制。在負載與源電壓距離很近的多種應(yīng)用中，將負載電壓反饋到調(diào)節(jié)器電路并不會出現(xiàn)重大問題。不幸的是，由于現(xiàn)代有線線路電纜的長度很長，因此在電纜測井應(yīng)用中，將負載電壓反饋到源在邏輯上是不切實際的。即使通過將有線線路電纜構(gòu)造成包括一條反饋電纜來將負載電壓信號送回到地表，但是表征反饋電纜的損耗和延遲將會導(dǎo)致顯著退化的負載信號。因此，極為理想的是實現(xiàn)一種電壓控制系統(tǒng)，該電壓控制系統(tǒng)適合在一個其特征為負載與電壓調(diào)節(jié)器之間具有極大距離的電纜測井應(yīng)用和其他應(yīng)用中使用。優(yōu)選地，這個系統(tǒng)允許以電纜最大功率承載能力或接近該最大能力對電纜進行操作，同時使加電的電子電路輸入端的電壓變化減至最小。此外，如果所實施的解決方案沒有顯著增加電纜測井操作的成本或復(fù)雜度，那么將會更為理想。
附圖簡述本發(fā)明的目標(biāo)和優(yōu)點將通過閱讀以下詳細說明以及參考附圖而變得清楚，其中圖1是電纜測井系統(tǒng)的電阻模型的電路圖；圖2是使用了依照現(xiàn)有技術(shù)的電壓調(diào)節(jié)機制來控制負載電壓的電氣系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)表示；圖3是一個包含了表示有線線路電纜的傳輸線元件的電纜測井系統(tǒng)的模型；圖4是依照本發(fā)明一個實施例的傳輸線系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)表示；圖5是描述圖4所示系統(tǒng)的一個實施例的框圖；以及圖6是對圖5中的系統(tǒng)的實施方式的附加細節(jié)進行描述的電路圖。
雖然本發(fā)明可以接受不同的修改和替換形式，但在附圖中將其具體實施例作為實例來加以顯示并且在本文中將會對其進行詳細的描述。然而應(yīng)該理解的是，本文給出的附圖和詳細描述并非將本發(fā)明限制在所公開的特定實施例，與之相反，本發(fā)明只受所附權(quán)利要求書中的文字的限制。
發(fā)明詳述一般而言，本發(fā)明設(shè)想的是一種用于對一個遠離控制電路并且實際上很難從控制電路來接近的負載(諸如有線線路電纜末端負載)上的電壓進行控制的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明包括一個被配置成對有線線路電纜自身的短路輸入阻抗進行模擬的反饋單元。來自系統(tǒng)電壓電源的電流被提供到反饋單元，以便創(chuàng)建一個與沿電纜出現(xiàn)的電壓降相近似的反饋電壓。這個反饋電壓被添加到一個與想要的負載電壓相等的設(shè)定電壓中。通過向設(shè)定電壓中添加一個與由有線線路電纜造成的電壓降近似相等的電壓，本發(fā)明可以使用正反饋以在一種不能對負載電壓本身進行有效測量的環(huán)境中控制負載電壓。
該系統(tǒng)包括一種控制機制，其中一個在電壓源測得的信號為模擬該有線線路電纜阻抗特性的電路提供了輸入。模型電路的輸出表示的是所測得的信號對實際有線線路電纜中的負載電壓的作用的近似值。這個近似值隨后被用于改變源電壓，以便消除電纜阻抗對負載電壓產(chǎn)生的影響。在一個實施例中，這個為電纜模型電路提供輸入的信號是源電流。在這個實施例中，電纜模型電路表示的是電纜的短路輸入阻抗，也就是電纜負載端短路時的電纜阻抗。這個阻抗可以通過根據(jù)經(jīng)驗表征電纜特性或是在系統(tǒng)自身當(dāng)中包含必要的測量電路而得到測量。在將源電流提供給這個電纜模型電路的時候，該電路將會產(chǎn)生一個表示有線線路電纜中的電壓損耗的電壓偏移信號。通過將這個偏移電壓添加到一個設(shè)定電壓之中，所述電壓控制系統(tǒng)可以將負載電壓保持在設(shè)定電壓。此外，在反饋環(huán)路中還可以包括一個補償電路，以便改進系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。
在圖1所述的電阻性電路模型中，源電流與負載電流是相等的。然而在一個實際的有線線路系統(tǒng)中，有線線路電纜將信號損耗和時延引入了所述系統(tǒng)。參考圖3，其中描述的是包含了代表有線線路電纜的傳輸線元件134的有線線路電纜系統(tǒng)130的電路模型。傳輸線134的特性阻抗由Z0表示。源電壓Vs131、源電流Is132以及負載或頭端電壓VH138之間的關(guān)系是VH＝[Vs/cosh(γ1)][ZH/(ZH+Z0tanh(γ1)] 等式1Is＝[VS/Z0][(Z0+ZHtanh(γ1))/(ZH+Z0tanh(γ1))] 等式2其中1是傳輸電纜134的長度，γ是電纜的傳播常數(shù)。對γ1來說，通過重新整理等式1和2并且用K替換γ1將會產(chǎn)生ZH＝Z0[VS-Z0IStanh(K)]/[Z0IS-VStanh(K)]等式3VH＝(VS-ISZ0tanh(K))cosh(K)等式4在這里，當(dāng)負載或末端短路時，傳輸電纜的輸入阻抗表示為短路輸入阻抗Zis。在給定了電纜傳播常數(shù)γ和傳輸電纜長度l的情況下，短路輸入阻抗Zis＝Z0tanh(K)。而替換等式4中的Z0tanh(K)則會產(chǎn)生VH＝(VS-ISZis)cosh(K) 等式5在等式5中，用Vs替換表達式Vset/cosh(K)+ISZis將會產(chǎn)生VH＝Vset(當(dāng)Vs＝Vset/cosh(K)+ISZis時) 等式6等式6表明可以通過使用與添加了反饋電壓的Vset相等的電壓(VS)驅(qū)動有線線路電纜而將負載電壓VH保持為近似于想要的電壓(Vset)，其中反饋電壓是電壓源電流(IS)的一個函數(shù)。在穩(wěn)態(tài)條件和低頻有效范圍中，因數(shù)cosh(K)與1近似相等，負載電壓VH基本上等于Vset。因數(shù)cosh(K)表示的是傳輸線損耗和延遲。雖然可以對線路損耗進行補償，但是只有在預(yù)期電流變化的情況下才能實現(xiàn)對延遲進行補償。由于這在理論上是不可能的，因此因數(shù)cosh(K)對反饋單元可以追蹤負載阻抗變化的最大頻率設(shè)置了一個限制。然而，由于很容易在地表測量電壓源電流IS，因此等式6意味著這樣一個控制電路，該電路可以在大的范圍頻率中使用并且不需要像負載電壓這種只能在負載處得到的值。
現(xiàn)在參考圖4，其中顯示的是使用了由等式6提出的反饋控制的電纜測井系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)模型。在這個模型中，電源141或其它電壓源使用了一個源電壓Vs來驅(qū)動有線線路電纜。如等式1中所示，負載電壓VH與源電壓VS之間的關(guān)系是由方框143和144表示的。根據(jù)上述等式2，源電流IS與源電壓VS之間的關(guān)系是在方框143和145中得到反映的。應(yīng)該注意的是，在這種標(biāo)準(zhǔn)表示中，方框143、144和145并不對應(yīng)于系統(tǒng)中的實際電路，而是代表系統(tǒng)的不同輸入和輸出參數(shù)之間的關(guān)系。如方框146所反映的那樣，反饋電壓VF是源電流IS與短路線路阻抗Zis＝Z0tanh(K)的一個函數(shù)。反饋電壓VF被添加到一個設(shè)定電壓Vset中，以便產(chǎn)生驅(qū)動有線線路電纜的源電壓Vs。
在表征電纜特性過程中可以根據(jù)經(jīng)驗對短路線路阻抗Zis加以確定，但也可以在系統(tǒng)中包含必要的電路，以便在加電時或是周期性地在操作中執(zhí)行所需要的一次或多次測量。反饋電壓VF近似于處在源電流的傳輸線上的電壓降。通過將這個電壓降添加到設(shè)定電壓Vset中，負載電壓將會近似保持在設(shè)定電壓，其中所述近似在穩(wěn)定狀態(tài)和低頻條件下都是非常精確的。
如果為一個加載了與有線線路阻抗相匹配的電阻器的實際有線線路電纜來確定奈奎斯特圖，則該圖會在復(fù)數(shù)平面上包圍點-1，由此表示不穩(wěn)定。為了穩(wěn)定電壓控制電路140，反饋環(huán)路中的極點可以提供必要的穩(wěn)定性補償。
現(xiàn)在參考圖5，其中描述的是用于驅(qū)動有線線路電纜系統(tǒng)的系統(tǒng)150的一個實施例的框圖。在所述實施例中，系統(tǒng)150包括一個產(chǎn)生受控電壓Vset的設(shè)定點單元152。所述設(shè)定點單元152可以通過使用一個齊納二極管電路或用于產(chǎn)生模擬基準(zhǔn)電壓信號的任何其它適用技術(shù)來加以實施。在另一個實施例中，設(shè)定點單元152只產(chǎn)生一個表示Vset的信號，而不是產(chǎn)生一個實際電壓。舉例來說，如果系統(tǒng)150的各部分是通過使用一個數(shù)字信號處理器(DSP)來實施的，那么設(shè)定點單元152可以包括產(chǎn)生了表示Vset的數(shù)字值的一部分DSP。這個數(shù)字值可以由數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換成Vset，也可以直接提供給數(shù)控電源。設(shè)定點單元152的輸出向加法器單元153提供了一個第一輸入。
加法器單元153從產(chǎn)生表示反饋電壓VF的反饋電壓信號的反饋單元155的輸出端接收一個第二輸入。與設(shè)定點單元152相似，加法器單元153可以包括一部分DSP，這部分DSP產(chǎn)生了包含用以表示相應(yīng)電壓的數(shù)字值的信號。加法器單元153產(chǎn)生向電源提供輸入的電壓信號157。
通常，電源154是一個調(diào)制電源，它產(chǎn)生與輸入電壓成比例的輸出電壓Vs。在一個實施例中，電源154可以作為一個開關(guān)型電源(也稱為開關(guān)轉(zhuǎn)換器)而得到實施，其中所述電源通過使用諸如電容器、電感器、變壓器之類的低損耗元件以及一組2態(tài)開關(guān)而提供了供電功能。電源154可以是一個數(shù)控電源。在這個實施例中，電壓信號157可以包括表示電壓的數(shù)字值而不是實際電壓電平。
反饋單元155是由電源154產(chǎn)生的源電流Is驅(qū)動的。該反饋單元155產(chǎn)生一個反饋電壓信號。所述反饋電壓信號可以是一個電壓與反饋電壓VF相等的模擬信號。在另一個實施例中，反饋電壓信號可以包括一個代表反饋電壓VF的數(shù)字值。在所示實施例中，反饋單元155包括一個電流測定模塊161、一個阻抗元件156以及一個頻率補償元件158。電流測定模塊161包括一個確定源電流Is大小的電路并向阻抗元件156提供一個表示已確定電流的信號。在一個實施例中，阻抗元件156被設(shè)計成具有一個與有線線路電纜的短路輸入阻抗Zis緊密匹配的阻抗。而在另一個實施例中，阻抗元件156可以模擬短路輸入阻抗的直流分量(也就是直流電阻)。這種實施方式代表的是出于實施方式的簡單與成本的一個性能折衷。穩(wěn)定性補償元件158則被設(shè)計成對電路的瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性加以改進。而反饋單元155可以完整或部分地使用一個經(jīng)過適當(dāng)編程的DSP來得以實施。參考圖6，其中顯示的是適合于實施圖5的系統(tǒng)150的電路160的示意圖。在所示實施例中，圖5的電流測定模塊161是通過使用一個低歐姆電阻器來實現(xiàn)的，舉例來說，所述電阻器可以是連接在傳輸電纜134與接地之間的1Ω電阻器162，這樣一來，電阻器162兩端以伏特為單位的電壓就等于以安培為單位的源電流Is。模塊161的所示實施例還包括運算放大器電路，該電路提供了所示實施方式專用的轉(zhuǎn)換和隔離功能。而圖5的阻抗元件156則是作為一個RLC電路166來實施的，其中所述電路模擬了有線線路電纜的短路線路阻抗。而電路166的輸出則經(jīng)由電阻器170與一個基準(zhǔn)電壓相結(jié)合。
基準(zhǔn)電壓電路包括15V的電壓源及其相應(yīng)電容器。倘若沒有由RLC電路166產(chǎn)生的反饋電壓，則電阻器174和176會在穩(wěn)態(tài)條件下在節(jié)點172上產(chǎn)生一個基準(zhǔn)電壓(Vset)。而在具有由電路166生成的反饋電壓的情況下，節(jié)點172會響應(yīng)于源電流IS的變化而圍繞設(shè)定電壓發(fā)生改變。代表了驅(qū)動有線線路電纜的源電壓VS的電壓源節(jié)點178反映節(jié)點172上的電壓，這樣一來，由于節(jié)點172的電壓是響應(yīng)于反饋電壓的變化值而變化的，因此節(jié)點178上的源電壓VS也會發(fā)生變化。積分器電路168則提供了穩(wěn)定性補償。當(dāng)負載阻抗顯著變化時，源電流的增加或降低將會導(dǎo)致反饋電壓的相應(yīng)增加或降低，這將會導(dǎo)致源電壓的提升或降低，從而將負載電壓保持在一個相對恒定的值。
應(yīng)該了解的是，圖6中所示的電路元件可以用較所述分立元件更為先進的技術(shù)來加以實施。例如，在這里可以使用DSP來優(yōu)化電路響應(yīng)時間和穩(wěn)定性。舉例來說，DSP可以更為精確地復(fù)制有線線路電纜阻抗和穩(wěn)定性電路。此外，本發(fā)明的替換實施例可以在反饋單元155中使用比例、差分或積分反饋元件。而且，負載電壓變化還可以通過使用電纜與負載阻抗ZH之間的或與負載阻抗并聯(lián)的無源低通濾波器159來加以限制，其中所述低通濾波器會使負載阻抗ZH的快速變化的影響減慢。
對受益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，很明顯，本發(fā)明設(shè)想了一種適合在電纜測井應(yīng)用中使用的電壓控制系統(tǒng)和方法。應(yīng)該理解的是，在詳細說明和附圖中顯示和描述的本發(fā)明的形式僅僅是作為當(dāng)前優(yōu)選的實例。本發(fā)明僅僅受限于權(quán)利要求中的語言。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)根據(jù)條約第41條所作的修改說明CPEL0450881P申請人在本國際申請進入中國的國家階段時，請求允許對上述申請的說明書和權(quán)利要求書作如下修改原說明書發(fā)明名稱修改。
原權(quán)利要求書隨函附上原說明書第1頁的替換頁。
此致敬禮中國專利代理(香港)有限公司沿著帶反饋環(huán)路的傳輸線的電源調(diào)節(jié)背景1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的領(lǐng)域，尤其涉及一種有線線路測井系統(tǒng)和包括基于有線線路系統(tǒng)模型來對提供給負載的功率進行動態(tài)控制的方法。
2.相關(guān)技術(shù)歷史電纜測井通常指的是使用電子測量儀器來對油井或氣井進行調(diào)查，以便確定其地質(zhì)、巖石物理(petro-physical)或地球物理特性。這些電子儀器是使用一條名為“有線線路電纜”的帶有防護的鋼制電纜來傳送進鉆井孔的。由這些固定在有線線路電纜上的井下儀器產(chǎn)生的測量結(jié)果經(jīng)由有線線路電纜中的導(dǎo)體回送到地面的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。電學(xué)、聲學(xué)、核能和成像工具用于激勵井孔內(nèi)部的巖層和流體，然后，電子測量儀器將對巖層和流體的響應(yīng)進行測量。此外，有線線路電纜還提供了測井工具操作所需要的電力。
從電功率的角度來看，電纜測井系統(tǒng)可以視為是一個電路，在這個電路中包含了一個頭端電阻(Rh)，該電阻表示的是與表示有線線路電纜自身的阻抗元件相串聯(lián)的井下儀器。如果將有線線路電纜模擬成一個簡單電阻元件，則圖1對所述系統(tǒng)的電路圖進行了描述。在這個簡單的模型中，電壓源Vs被施加在電纜電阻(Rc)和頭端電阻Rh的串聯(lián)組合上。
在這里，兩個對抗性因素控制了電纜測井操作。一方面，較為理想的是將傳遞到頭端(工具)的功率增至最大，以使數(shù)據(jù)采集速率達到最高并且一般會加速操作。眾所周知的是，當(dāng)電纜電阻Rc與頭端電阻Rh相等并且頭端的電壓Vh是電源電壓Vs的1/2時，遞送到負載的將會是最大功率。然而在這些條件下，當(dāng)負載阻抗(Rh)從最小值變成幾乎開路時，負載電壓將會發(fā)生大約100％的變化，其中所述開路是在斷開沉重負載并且只有控制電路保持帶電的時候發(fā)生的。一般而言，對電子電路來說，這種變化通常是無法接受的，在電纜測井系統(tǒng)中則更是如此。由此需要某種裝置來對提供給頭端的電壓進行調(diào)節(jié)。
現(xiàn)在參考圖2，其中描述的是一個表示傳統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)120的框圖。電
權(quán)利要求
1.一種電壓控制系統(tǒng)(150)，包括一條傳輸電纜(134)，它具有一個特性阻抗Z0并在電纜末端具有一個負載阻抗ZH；一個連接到傳輸電纜(134)并被配置成接收電壓信號輸入(157)以及基于所述輸入來驅(qū)動一個源電壓VS的電源(154)；一個反饋單元(155)，它被配置成接收由電源(154)產(chǎn)生的電流(IS)作為輸入，并且還被配置成基于所述電流產(chǎn)生一個反饋電壓信號；一個設(shè)定電壓單元(152)，它被配置成產(chǎn)生一個恒定的設(shè)定電壓信號；以及一個加法器(153)，它被配置成將設(shè)定電壓信號添加給反饋電壓信號，以便產(chǎn)生用于向電源(154)提供所述輸入的電壓信號(157)。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中傳輸線(134)包括一條有線線路電纜。
3.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中反饋單元(155)包括一個電流測定單元(161)，所述電流測定單元被配置成接收由電源(154)產(chǎn)生的電流(IS)并且產(chǎn)生一個表示所接收電流的電壓信號。
4.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中反饋單元(155)還包括一個阻抗元件(156)，該阻抗元件被配置成接收由電流模塊(161)產(chǎn)生的信號，其中所述阻抗元件模擬傳輸線的短路輸入阻抗。
5.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中阻抗元件(156)模擬傳輸線的直流電阻。
6.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中阻抗元件(156)包括一個RLC電路。
7.權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中反饋單元(155)還包括一個穩(wěn)定性補償元件(158)。
8.權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中穩(wěn)定性補償元件(158)包括一個積分器。
9.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中至少一部分反饋單元包括一部分?jǐn)?shù)字信號處理器。
10.權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中設(shè)定電壓單元和加法器包含一部分?jǐn)?shù)字信號處理器。
11.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中電壓源是一個數(shù)控電壓源并且其中設(shè)定電壓信號、反饋電壓信號以及電源輸入電壓信號都包含表示各自的電壓電平的數(shù)字量。
12.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中設(shè)定電壓信號是一個電壓與設(shè)定電壓Vset相等的模擬信號。
13.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中反饋電壓信號是一個電壓與反饋電壓VF相等的模擬信號。
14.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，還包括一個與處于電纜末端的負載阻抗ZH并聯(lián)連接的無源低通濾波器(159)
15.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中反饋環(huán)路(155)包括差分電路、比例電路和積分電路中的至少一個電路。
16.一種有線線路電纜系統(tǒng)(150)，包括一條傳輸電纜(134)，該傳輸電纜具有特性阻抗Z0和處于電纜末端的負載阻抗ZH；一個電源(154)，該電源與傳輸電纜(134)相連并被配置成接收電壓信號輸入(157)以及基于所述輸入來驅(qū)動一個源電壓VS；一個反饋單元(155)，它被配置成接收由電源(154)產(chǎn)生的電流(IS)作為輸入，并且還被配置成基于所述電流來產(chǎn)生一個反饋電壓信號；一個設(shè)定電壓單元(152)，它被配置成產(chǎn)生一個基本恒定的電壓信號；以及一個加法器(153)，它被配置成將設(shè)定電壓信號添加給反饋電壓信號，以便產(chǎn)生用于向電源(154)提供所述輸入的電壓信號(157)。
17.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中傳輸線(134)包括有線線路電纜。
18.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中反饋單元(155)包括一個電流測定單元(161)，所述電流測定單元被配置成接收由電源(154)產(chǎn)生的電流(IS)并且產(chǎn)生一個表示所接收電流的電壓信號。
19.權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其中反饋單元(155)還包括一個阻抗元件(156)，該元件被配置成接收由電流模塊(161)產(chǎn)生的信號，其中所述阻抗元件模擬傳輸線的短路輸入阻抗。
20.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中阻抗元件(156)模擬傳輸線的直流電阻。
21.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中阻抗元件(156)包括一個RLC電路。
22.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中反饋單元(155)還包括一個穩(wěn)定性補償元件(158)。
23.權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中穩(wěn)定性補償元件(158)包括一個積分器。
24.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中至少一部分反饋單元包括一部分?jǐn)?shù)字信號處理器。
25.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中設(shè)定電壓單元和加法器包含一部分?jǐn)?shù)字信號處理器。
26.權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中電壓源是一個數(shù)控電壓源并且其中設(shè)定電壓信號、反饋電壓信號以及電源輸入電壓信號都包含表示各自的電壓電平的數(shù)字值。
27.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，還包括一個連接在電纜和負載阻抗ZH之間的無源低通濾波器(159)。
28.權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中反饋環(huán)路(155)包括差分電路、比例電路和積分電路中的至少一個電路。
29.一種在包含傳輸線(134)的電子系統(tǒng)中控制負載電壓的方法，包括使用由電源(154)從電壓源的輸入中導(dǎo)出的源電壓(VS)來驅(qū)動電子系統(tǒng)；對由電壓源(154)產(chǎn)生的源電流(IS)進行測量；將測得的電流施加到用于模擬傳輸電纜的短路輸入阻抗的阻抗元件(156)上，以便產(chǎn)生一個表示反饋電壓(VF)的信號；以及將反饋電壓信號添加給一個表示設(shè)定電壓(Vset)的設(shè)定電壓信號，以便產(chǎn)生電壓源輸入。
30.權(quán)利要求29的方法，其中源電壓(VS)等于設(shè)定電壓(Vset)和反饋電壓(VF)之和。
31.權(quán)利要求29的方法，其中測量源電流(IS)的步驟包括將源電流傳送通過一個低值電阻器并對電阻器兩端的電壓進行測量。
32.權(quán)利要求31的方法，其中將所測得的電流施加給一個阻抗元件的步驟包括使用所述低值電阻器兩端的電壓來驅(qū)動該阻抗元件。
33.權(quán)利要求32的方法，其中該阻抗元件包括被配置成模擬傳輸電纜的短路輸入阻抗的一部分?jǐn)?shù)字信號處理器。
全文摘要
一種用于對提供給傳輸線系統(tǒng)的電壓加以控制的系統(tǒng)(150)。所述系統(tǒng)(150)包括一個traA系統(tǒng)(150)，用于對提供給傳輸線系統(tǒng)的電壓進行控制。系統(tǒng)(150)包括一條具有特性阻抗和連接在其末端的負載阻抗的傳輸電纜(134)。電源(154)被連接到傳輸電纜(134)。電源(154)被配置成接收電壓信號輸入(157)并且基于所述輸入來驅(qū)動一個源電壓VS。反饋單元(155)則被配置成接收作為輸入的電源電流(IS)，此外還被配置成產(chǎn)生一個隨IS變化的反饋電壓(VF)。設(shè)定電壓單元(152)被配置成產(chǎn)生一個基本恒定的電壓(Vset)，而加法器(153)則被配置成將所述設(shè)定電壓(Vset)添加給反饋電壓，以便產(chǎn)生向電源(154)，提供輸入的電壓信號(157)。
文檔編號G05F5/00GK1586061SQ02817754
公開日2005年2月23日 申請日期2002年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月11日
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