電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備，其特征是：由相互分離的射頻輸出設(shè)備和射頻接收設(shè)備組成，射頻輸出設(shè)備和射頻接收設(shè)備分別通過(guò)隔離信號(hào)耦合器與電力線連接，射頻輸出設(shè)備帶有任意波形發(fā)生器，可以提供需要波形信號(hào)的測(cè)試，同時(shí)將原始波形通過(guò)電臺(tái)傳送給射頻接收設(shè)備，射頻接收設(shè)備對(duì)比電力線接收的信號(hào)和電臺(tái)接收的原始信號(hào)判斷電力線的傳輸特性和其他特性。該設(shè)備使射頻輸出和信號(hào)接收設(shè)備之間具備自動(dòng)信息交互能力，取代了人工通訊核對(duì)參數(shù)和配合測(cè)量的大量工作，提高了工作效率和測(cè)量準(zhǔn)確度。同時(shí)完全具有傳統(tǒng)掃頻儀的功能，適合于電力線的特殊應(yīng)用場(chǎng)合，填補(bǔ)了電力線傳輸特性測(cè)量設(shè)備的空白。
【專利說(shuō)明】電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及低壓電力線信道測(cè)試、信號(hào)測(cè)量、掃頻儀【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說(shuō)是一種電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳輸特性測(cè)試通常需要使用掃頻儀等傳統(tǒng)儀器，儀器通過(guò)發(fā)射測(cè)試射頻信號(hào)到待測(cè)件，經(jīng)射頻接收端口接收射頻信號(hào)。通過(guò)比較發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的差異，進(jìn)而測(cè)量待測(cè)件的衰減、反射、相移等傳輸特性參數(shù)。
[0003]因?yàn)殡娏€上高壓工頻的存在使得傳統(tǒng)掃頻儀的射頻信號(hào)不能直接耦合到電力線上，同時(shí)射頻接收端也無(wú)法直接連接到電力線，必須增加必要的工頻隔離和信號(hào)耦合電路；另外傳統(tǒng)掃頻儀的射頻輸入輸出端口的物理距離只有短短十幾厘米，無(wú)法測(cè)量幾百米甚至幾千米的電力線傳輸特性。
[0004]為了測(cè)試長(zhǎng)距離的電力線的傳輸特性，需要人工操作逐點(diǎn)輸入信號(hào)，同時(shí)在遠(yuǎn)距離配合信號(hào)接收測(cè)試，中間需要人工完成大量配合工作，工作效率低，錯(cuò)誤率較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決上述問(wèn)題，提供一種電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備，能夠快速自動(dòng)完成遠(yuǎn)距離的電力線傳輸特性測(cè)試。
[0006]所述電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備，其特征是:由相互分離的射頻輸出設(shè)備和射頻接收設(shè)備組成，所述射頻輸出設(shè)備包括鍵盤(pán)顯示模塊、輸出設(shè)備主處理器、輸出設(shè)備同步電臺(tái)，以及以信號(hào)流處理方向依次連接的:任意波形信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、程控衰減器、工頻隔離信號(hào)耦合器，所述輸出設(shè)備同步電臺(tái)、任意波形信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、程控衰減器的數(shù)據(jù)接口或控制端分別接收所述輸出設(shè)備主處理器輸出的數(shù)據(jù)或控制信息，用于在所述輸出設(shè)備主處理器的控制下生成、調(diào)理輸出波形信號(hào)，并與所述射頻接收設(shè)備通訊以實(shí)現(xiàn)信息無(wú)線自動(dòng)交換；所述射頻接收設(shè)備包括鍵盤(pán)、接受設(shè)備主處理器、接收設(shè)備同步電臺(tái)、顯示器，和以信號(hào)流處理方向依次連接的:工頻隔離信號(hào)耦合器、檢波與對(duì)數(shù)放大器、A/D采樣器，所述A/D采樣器和鍵盤(pán)的信號(hào)輸出到所述接受設(shè)備主處理器，所述顯示器顯示所述接收設(shè)備主處理器所輸出的同步波形信號(hào)、接收波形信號(hào)和測(cè)試結(jié)果，所述接收設(shè)備同步電臺(tái)與所述接收設(shè)備主處理器通過(guò)數(shù)據(jù)與控制線相互連接，用于將同步接收到的所述輸出設(shè)備同步電臺(tái)的波形信息傳送給所述接收設(shè)備主處理器。所述輸出設(shè)備主處理器和接收設(shè)備主處理器的控制流程見(jiàn)圖3、4。
[0007]作為優(yōu)化方案，所述輸出設(shè)備同步電臺(tái)和接收設(shè)備同步電臺(tái)是傳輸頻率220?240兆赫的無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)。
[0008]作為優(yōu)化方案，所述任意波形信號(hào)發(fā)生器是基于FPGA的直接數(shù)字頻率合成器。
[0009]本實(shí)用新型提供了一種具備工頻隔離、信號(hào)耦合、任意波形測(cè)試的電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備，該設(shè)備改變了傳統(tǒng)的人為逐點(diǎn)發(fā)送信號(hào)，人工配合的低效率方式，使用射頻輸出和信號(hào)接收部分分離的形式，同時(shí)使射頻輸出和信號(hào)接收設(shè)備之間具備自動(dòng)信息交互能力，取代了人工通訊核對(duì)參數(shù)和配合測(cè)量的大量工作，提高了工作效率和測(cè)量準(zhǔn)確度。同時(shí)完全具有傳統(tǒng)掃頻儀的功能，且有效避免了現(xiàn)有儀器所存在的無(wú)法直接進(jìn)行電力線測(cè)量、信號(hào)輸入端和信號(hào)輸出端物理距離太短等缺陷和不足，適合于電力線的特殊應(yīng)用場(chǎng)合，填補(bǔ)了電力線傳輸特性測(cè)量設(shè)備的空白。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型所述射頻輸出設(shè)備原理方框圖，
[0011]圖2是本實(shí)用新型所述射頻接收設(shè)備原理方框圖。
[0012]圖中:1 一任意波信號(hào)發(fā)生器，2—功率放大器，3—程控衰減器，4一工頻隔離信號(hào)耦合器，5—電力線，6—輸出設(shè)備同步電臺(tái)，7—輸出設(shè)備主處理器，8—鍵盤(pán)顯示模塊，9一顯示器，10—A/D采樣器，11 一檢波與對(duì)數(shù)放大器，12—鍵盤(pán)，13—接收設(shè)備同步電臺(tái)，14一接收設(shè)備主處理器。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:如圖1、2中所示，所述電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備，由相互分離的射頻輸出設(shè)備和射頻接收設(shè)備組成，所述射頻輸出設(shè)備包括鍵盤(pán)顯示模塊8、輸出設(shè)備主處理器7、輸出設(shè)備同步電臺(tái)6、和以信號(hào)流處理方向依次連接的:任意波形信號(hào)發(fā)生器1、功率放大器2、程控衰減器3、工頻隔離信號(hào)耦合器4，所述輸出設(shè)備同步電臺(tái)6、任意波形信號(hào)發(fā)生器1、功率放大器2、程控衰減器3的數(shù)據(jù)接口或控制端分別接收所述輸出設(shè)備主處理器7輸出的數(shù)據(jù)或控制信息，其中，所述輸出設(shè)備主處理器7用于通過(guò)鍵盤(pán)顯示模塊8預(yù)先設(shè)定的所述射頻輸出設(shè)備的輸出波形參數(shù)、輸出信號(hào)衰減參數(shù)、輸出設(shè)備同步電臺(tái)6的同步參數(shù)，實(shí)現(xiàn)輸出波形信號(hào)的生成、調(diào)理、并與所述射頻接收設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息無(wú)線自動(dòng)交換。
[0014]功率放大器用于對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行功率放大，使信號(hào)獲得驅(qū)動(dòng)能力。放大器由前置放大和功率放大兩部分組成。作為實(shí)施例，前置放大采用0PA228完成電壓放大,功率放大采用AD公司的AD815雙路合成大功率運(yùn)放完成。
[0015]所述任意波形信號(hào)發(fā)生器I是基于FPGA的直接數(shù)字頻率合成器。通過(guò)設(shè)置不同的相位累加器步進(jìn)量實(shí)現(xiàn)輸出不同頻率信號(hào)的功能，通過(guò)改變正弦表中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)任意波形功能。其核心工作原理是通過(guò)相位累加器的值到正弦表中讀取相應(yīng)的幅度數(shù)據(jù)送DA產(chǎn)生模擬波形信號(hào)，然后對(duì)這個(gè)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波濾除時(shí)鐘分量后輸出。
[0016]程控衰減器是為了適應(yīng)不同的輸出信號(hào)強(qiáng)度而引入的，包括細(xì)調(diào)和粗調(diào)。細(xì)調(diào)由DA完成實(shí)現(xiàn)IOdB范圍內(nèi)的IdB步進(jìn)，粗調(diào)由10dB，20dB, 40dB衰減電路組成，通過(guò)不同的組合實(shí)現(xiàn)信號(hào)源輸出的80dB動(dòng)態(tài)范圍。
[0017]一種實(shí)施例，所述輸出設(shè)備同步電臺(tái)6和接收設(shè)備同步電臺(tái)13是傳輸頻率220?240兆赫的無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)。根據(jù)用戶設(shè)置傳輸當(dāng)前測(cè)試頻點(diǎn)、掃描范圍、輸出射頻信號(hào)功率等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
[0018]工頻隔離信號(hào)耦合器主要實(shí)現(xiàn)高壓工頻的隔離和測(cè)試信號(hào)的耦合功能，同時(shí)使測(cè)試系統(tǒng)和電力線系統(tǒng)隔離，提高人員和設(shè)備安全。作為實(shí)施例，工頻隔離信號(hào)耦合器由電感量ImH，匝數(shù)比1:1的磁環(huán)變壓器、0.01uF/275V耦合電容、取樣電阻等構(gòu)成。
[0019]所述射頻接收設(shè)備包括鍵盤(pán)12、接受設(shè)備主處理器14、接收設(shè)備同步電臺(tái)13、顯示器9、和以信號(hào)流處理方向依次連接的:工頻隔離信號(hào)耦合器4、檢波與對(duì)數(shù)放大器11、A/D采樣器10，所述A/D采樣器10和鍵盤(pán)12的信號(hào)輸出到所述接受設(shè)備主處理器14，所述顯示器9顯示所述接收設(shè)備主處理器14所輸出的同步波形信號(hào)、接收波形信號(hào)和測(cè)試結(jié)果，所述接收設(shè)備同步電臺(tái)13與所述接收設(shè)備主處理器14通過(guò)數(shù)據(jù)與控制線相互連接，用于將同步接收到的所述輸出設(shè)備同步電臺(tái)6的波形信息傳送給所述接收設(shè)備主處理器14。
[0020]檢波與對(duì)數(shù)放大器用于對(duì)工頻隔離信號(hào)耦合電路輸出的信號(hào)進(jìn)行檢波，同時(shí)對(duì)檢波信號(hào)進(jìn)行對(duì)數(shù)放大。作為實(shí)施例，可使用AD公司的AD8307芯片完成，實(shí)現(xiàn)80dB動(dòng)態(tài)范圍。對(duì)數(shù)放大器信號(hào)輸出到AD米樣端口。
[0021]作為實(shí)施例，A/D采樣器10可使用14位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD9240，可以覆蓋對(duì)數(shù)放大器輸出的動(dòng)態(tài)范圍。根據(jù)射頻輸出設(shè)備通過(guò)同步電臺(tái)傳輸?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)、當(dāng)前頻率等參數(shù)，采集AD采樣數(shù)據(jù)，顯示位置量化后輸出到顯示屏。不斷重復(fù)上述過(guò)程實(shí)現(xiàn)測(cè)量曲線的動(dòng)態(tài)顯示。
[0022]測(cè)試過(guò)程可獲取阻抗、衰減量、噪聲信號(hào)等數(shù)據(jù)，具體的判斷依據(jù)是根據(jù)用戶的具體需要而定，為了滿足不同客戶的不同需求，使用任意波形信號(hào)發(fā)生器1，可以測(cè)試任意不同波形的傳輸特性。
[0023]使用無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)可以滿足主從機(jī)的信息交互，電臺(tái)不需要利用公共網(wǎng)絡(luò)，如(GPRS等)，使用的區(qū)域、時(shí)間等沒(méi)有特別限制，且無(wú)信息延時(shí)等問(wèn)題。
[0024]本實(shí)用新型所述的設(shè)備能夠在一個(gè)便攜設(shè)備上實(shí)現(xiàn)記錄電力線噪聲，能夠測(cè)量電力線接入阻抗、傳輸特性等信道參數(shù)。設(shè)備自動(dòng)完成傳輸特性測(cè)試，而不需要人工參與。
【權(quán)利要求】
1.一種電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備，其特征是:由相互分離的射頻輸出設(shè)備和射頻接收設(shè)備組成， 所述射頻輸出設(shè)備包括鍵盤(pán)顯示模塊(8)、輸出設(shè)備主處理器(7)、輸出設(shè)備同步電臺(tái)(6)，以及以信號(hào)流處理方向依次連接的:任意波形信號(hào)發(fā)生器(I)、功率放大器(2)、程控衰減器(3)、工頻隔離信號(hào)耦合器(4)，所述輸出設(shè)備同步電臺(tái)(6)、任意波形信號(hào)發(fā)生器(I)、功率放大器(2)、程控衰減器(3)的數(shù)據(jù)接口或控制端分別接收所述輸出設(shè)備主處理器(7)輸出的數(shù)據(jù)或控制信息，用于在所述輸出設(shè)備主處理器(7)的控制下生成、調(diào)理輸出波形信號(hào)，并與所述射頻接收設(shè)備通訊以實(shí)現(xiàn)信息無(wú)線自動(dòng)交換； 所述射頻接收設(shè)備包括鍵盤(pán)(12)、接受設(shè)備主處理器(14)、接收設(shè)備同步電臺(tái)(13)、顯示器(9)，和以信號(hào)流處理方向依次連接的:工頻隔離信號(hào)耦合器(4)、檢波與對(duì)數(shù)放大器(11)、A/D采樣器(10)，所述A/D采樣器(10)和鍵盤(pán)(12)的信號(hào)輸出到所述接受設(shè)備主處理器(14)，所述顯示器(9)顯示所述接收設(shè)備主處理器(14)所輸出的同步波形信號(hào)、接收波形信號(hào)和測(cè)試結(jié)果，所述接收設(shè)備同步電臺(tái)(13)與所述接收設(shè)備主處理器(14)通過(guò)數(shù)據(jù)與控制線相互連接，用于將同步接收到的所述輸出設(shè)備同步電臺(tái)(6)的波形信息傳送給所述接收設(shè)備主處理器(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備，其特征是:所述輸出設(shè)備同步電臺(tái)(6)和接收設(shè)備同步電臺(tái)(13)是傳輸頻率220?240兆赫的無(wú)線數(shù)傳電臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線傳輸特性測(cè)試設(shè)備，其特征是:所述任意波形信號(hào)發(fā)生器(I)是基于FPGA的直接數(shù)字頻率合成器。
【文檔編號(hào)】H04B3/54GK203504560SQ201320440759
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】夏水斌, 李俊, 李莉, 張芹, 李帆, 鄧桂平, 陸健友, 趙永春 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院