專利名稱：一種交流采樣裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交流采樣裝置。適用于電力系統(tǒng)、電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)以及大型工礦企業(yè)的交流量采集。
2、背景技術目前在我國電力系統(tǒng)、電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)以及大型工礦企業(yè)中使用的各種交流采樣裝置或單元，一般采用由微處理器直接控制模數轉換器進行數據采集，并且模數轉換器多為單通道，在進行多路采集時，由微處理器控制模擬開關的切換，它們有一個共同的特點就是采用微處理器進行采樣控制，占用了微處理器的資源，使得微處理器不能實時的對數據進行處理、傳輸，且很難將采樣速度提的很高，極大地限制了系統(tǒng)性能的提高。
發(fā)明內容本實用新型的目的，就是提供一種新的交流采樣裝置，彌補現(xiàn)有交流量采集技術的不足，采用FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件在不需要微處理器干預的情況下，獨立完成采樣控制和數據存儲，減輕了微處理器的負擔，且可將采樣速度提的很高。
為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術方案一種交流采樣裝置，由機箱后端子接口(1)，前級濾波電路(2)，交流電流和電壓互感器(3)，取樣放大電路(4)，模數轉換器(5)，F(xiàn)PGA現(xiàn)場可編程邏輯器件(6)，總線接口(7)，微處理器插件(8)，人機接口部分(9)等組成。其特征是交流輸入量直接接入機箱后端子接口(1)，后端子通過插針與前級濾波電路(2)相連，然后通過印制線連到交流電壓和電流互感器的輸入端(3)，互感器的輸出接入取樣放大電路(4)，放大器輸出與模數轉換器(5)相連，模數裝換器的信號直接接入FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件(6)，F(xiàn)PGA與總線接口(7)相連，總線直接與微處理器插件(8)相連接，微處理器與人機接口部分(9)相連。
為了更好地實現(xiàn)本實用新型的目的，交流互感器輸出的弱信號加在取樣電阻(10)上，然后接入電壓跟隨器(11)，跟隨器輸出接入電壓放大器(12)，放大器輸出接入模數轉換器(5)，轉換器輸出接入FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件(6)，F(xiàn)PGA與總線接口部分相連。
本實用新型具有如下特點第一，本實用新型采用FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件自動完成交流采樣的控制與采樣數據的存儲，因此可以極大地節(jié)省微處理器的時間資源，便于其進行實時數據處理與傳輸等其它功能；第二，由于微處理器不參與數據的采集，因此可根據需要將交流量每周波的采樣點數提的很高；第三，由于FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件程序可隨時更新，因此采樣控制部分具有很大的靈活性；第四，本實用新型涉及的交流量采集部分，具有與微處理器的接口，因此可以單獨作為一個智能單元來使用，用于其它的采集系統(tǒng)中。
附圖1是本實用新型的總體原理框圖；附圖2是本實用新型的交流采集部分電路圖；附圖3是本實用新型的FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件內部邏輯圖。
具體實施方式
為更好地說明本實用新型，
以下結合附圖加以說明。
一種交流采樣裝置，由機箱后端子接口1，前級濾波電路2，交流電流和電壓互感器3，取樣放大電路4，模數轉換器5，F(xiàn)PGA現(xiàn)場可編程邏輯器件6，總線接口7，微處理器插件8，人機接口部分9等組成。交流輸入量經過前級濾波電路2輸入到交流電壓和電流互感器的輸入端3，互感器的輸出經過取樣放大電路4，送入模數轉換器5，在FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件6的控制下，將采集值存入FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件的RAM中，通過總線接口7，微處理器插件8讀出采樣值并進行處理。
實施例1如附圖1所示，用框圖的方式列出了整個裝置內部的連接關系。在電壓、電流端子上施加400V、6A以下頻率45Hz～65Hz的交流量，經過互感器隔離，變換成弱信號，經過取樣放大電路將其放大到模數轉換器允許的范圍內，施加到模數轉換器的輸入端，為了測量功率的需要，要求電壓、電流同時采樣，因此在模數轉換器之前，電流和電壓經過了相同的電路。系統(tǒng)上電后，F(xiàn)PGA在其程序的控制下自動不停的控制模數轉換器進行采樣，并將采樣值讀入到內部RAM中。微處理器根據需要從FPGA的RAM中讀取采樣值，根據一定的算法計算出所需的數值，在液晶上顯示出來，或者以一定的協(xié)議通過現(xiàn)場總線或網絡傳輸出去。
實施例2如附圖2所示，400V、6A以下的交流量，經過互感器(本裝置中采用了電流型的互感器)轉換成的弱交流電流量，在取樣電阻上得到一弱交流電壓量，電壓跟隨器用來改變信號的輸入輸出特性，電壓放大器用于將其放大到模數轉換器允許的范圍內并輸入到模數轉換器的輸入端。在FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件的控制下，模數轉換器將輸入的信號進行采樣轉換，轉換結果由FPGA控制讀出并存入其內部RAM中。
實施例3如附圖3所示，F(xiàn)PGA現(xiàn)場可編程邏輯器件自動產生模數轉換器的控制信號，使其將輸入量進行采樣，同時將轉換后的結果讀出存入其內部的RAM中，F(xiàn)PGA內部編程有雙向的總線接口，便于微處理器將采樣數據讀出處理。
權利要求1.一種交流采樣裝置，由機箱后端子接口(1)，前級濾波電路(2)，交流電流和電壓互感器(3)，取樣放大電路(4)，模數轉換器(5)，F(xiàn)PGA現(xiàn)場可編程邏輯器件(6)，總線接口(7)，微處理器插件(8)，人機接口部分(9)等組成，其特征是交流輸入量直接接入機箱后端子接口(1)，后端子通過插針與前級濾波電路(2)相連，然后通過印制線連到交流電壓和電流互感器的輸入端(3)，互感器的輸出接入取樣放大電路(4)，放大器輸出與模數轉換器(5)相連，模數裝換器的信號直接接入FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件(6)，F(xiàn)PGA與總線接口(7)相連，總線直接與微處理器插件(8)相連接，微處理器與人機接口部分(9)相連。
2.根據權利要求1所述交流采樣裝置，其特征是交流互感器輸出的弱信號加在取樣電阻(10)上，然后接入電壓跟隨器(11)，跟隨器輸出接入電壓放大器(12)，放大器輸出接入模數轉換器(5)，轉換器輸出接入FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件(6)，F(xiàn)PGA與總線接口部分相連。
專利摘要本實用新型是一種交流采樣裝置，交流輸入量直接接入機箱后端子接口，后端子通過插針與前級濾波電路相連，然后通過印制線連到交流電壓和電流互感器的輸入端，互感器的輸出接入取樣放大電路，放大器輸出與模數轉換器相連，模數裝換器的信號直接接入FPGA現(xiàn)場可編程邏輯器件，F(xiàn)PGA與總線接口相連，總線直接與微處理器插件相連接，微處理器與人機接口部分相連。交流采樣不需要微處理的干預而獨立工作，微處理器通過總線與交流量采集部分完成數據交互。體積小，成本低，可靠性高，可以廣泛應用于電力系統(tǒng)、電氣化鐵路牽引供電系統(tǒng)以及大型工礦企業(yè)中需要交流量采集的場合。
文檔編號G06F19/00GK2546955SQ0223534
公開日2003年4月23日 申請日期2002年5月31日 優(yōu)先權日2002年5月31日
發(fā)明者張見, 王成修 申請人:煙臺東方電子信息產業(yè)股份有限公司