一種信號延遲時(shí)間精確測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種信號延遲時(shí)間精確測量裝置，包括比較放大單元(10)、信號處理單元(20)、微處理單元(30)、顯示單元(40)，比較放大單元與信號處理單元連接，信號處理單元與微處理單元連接，微處理單元與顯示單元連接。信號延遲時(shí)間的精確測量裝置主要是為了精確地測試延遲時(shí)間。具體而言，信號延遲時(shí)間的精確測量裝置主要測量從傳輸線始端傳播到終端的時(shí)間，以及從傳輸線始端傳播到終端再從終端反射回始端的時(shí)間。整個(gè)裝置由比較放大單元、信號處理單元、微處理單元和顯示單元四部分組成。該裝置先將延遲時(shí)間通過比較放大器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后送給可編程邏輯器件進(jìn)行信號處理，接著由微處理器來計(jì)算和控制，最后由顯示單元將結(jié)果顯示出來。
【專利說明】一種信號延遲時(shí)間精確測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳輸線傳播特性的研究【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種信號延遲時(shí)間精確測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子、通信和電力系統(tǒng)等領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展需要，有關(guān)傳輸線的研究越來越引起人們的關(guān)注。研究傳輸線的傳播特性有相當(dāng)?shù)碾y度，卻又是十分有意義的。
[0003]由于分布參數(shù)電路本身存在的各種問題研究具有較大的難度，就均勻傳輸線而言，仍然有不少問題值得研究。從實(shí)驗(yàn)的角度來研究電磁波在有損均勻傳輸線上的傳播特性，不僅可以觀察到計(jì)算機(jī)仿真中不能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而且也會(huì)很自然地為探索高精度的輸電線路故障定位裝置作一些基礎(chǔ)的準(zhǔn)備。同時(shí)，隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的不但擴(kuò)大，輸電線路電壓等級的提高，輸電距離越來越長。輸電線路運(yùn)行正常與否對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定具有舉足輕重的作用，一旦發(fā)生故障，必須盡快找到故障點(diǎn)，排除故障，恢復(fù)供電。這一過程所花的時(shí)間愈短，造成的損失就愈少，對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成的威脅就愈少。但是，高壓和超高壓輸電線路都較長，且經(jīng)過各種復(fù)雜的地形，要想很快早到故障點(diǎn)，絕非易事。多年來，國內(nèi)外許多學(xué)者都在致力于線路故障定位裝置的研究，其重點(diǎn)是如何提高定位裝置的精確度。但目前實(shí)用化的定位產(chǎn)品在定位精度和動(dòng)作可靠性等方面存在許多問題有待解決，難以滿足運(yùn)行現(xiàn)場高精度故障定位的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題:在研究電磁波在有損均勻傳輸線上的傳播特性的過程中，如何精確地測量信號延遲時(shí)間。
[0005]本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種信號延遲時(shí)間精確測量裝置，包括比較放大單元、信號處理單元、微處理單元、顯示單元，所述比較放大單元與信號處理單元連接，所述信號處理單元與微處理單元連接，所述微處理單元與顯示單元連接，所述比較放大單元包括電壓比較放大器，所述信號處理單元的功能由可編程邏輯器件完成，所述微處理單元包括微處理器。
[0006]信號延遲時(shí)間的精確測量裝置主要是為了精確地測試延遲時(shí)間。具體而言，信號延遲時(shí)間的精確測量裝置主要測量從傳輸線始端傳播到終端的時(shí)間，以及從傳輸線始端傳播到終端再從終端反射回始端的時(shí)間。整個(gè)裝置由比較放大單元、信號處理單元、微處理單元和顯示單元四部分組成。該裝置先將延遲時(shí)間通過比較放大器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后送給可編程邏輯器件進(jìn)行信號處理，接著由微處理器來計(jì)算和控制，最后由顯示單元將結(jié)果顯示出來。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步說明，所述顯示單元包括一組LED顯示器，所述LED顯示器由顯示電路驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)比較放大器輸出的信號經(jīng)過信號處理單元處理后，得到的是一個(gè)反映延遲時(shí)間的二進(jìn)制數(shù)，顯示單元就是為了將此數(shù)直觀的顯示出來。有兩種方法可以顯示此數(shù):一種方法是通過發(fā)光二極管顯示出來；另一種方法是通過一組LED顯示器顯示出來。本發(fā)明優(yōu)選LED顯示器。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述顯示電路包括微處理器、晶振電路、復(fù)位電路、三個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片一、一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片二、LED顯示器、電容濾波器、電源，所述晶振電路和復(fù)位電路與微處理器連接，所述三個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片一分別與微處理器連接，所述一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片二與微處理器連接，所述顯示驅(qū)動(dòng)芯片二連接有上拉電阻，所述LED顯示器與顯示驅(qū)動(dòng)芯片一和顯示驅(qū)動(dòng)芯片二連接，所述LED顯示器的片選信號經(jīng)過顯示驅(qū)動(dòng)芯片一，所述LED顯示器的段選信號經(jīng)過顯示驅(qū)動(dòng)芯片二，所述電容濾波器并接在顯示驅(qū)動(dòng)芯片二的電源輸入端。點(diǎn)亮顯示器的方法有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種，本發(fā)明采用動(dòng)態(tài)顯示方法，由于LED動(dòng)態(tài)顯示電流很大，在電源設(shè)計(jì)上若沒有采取足夠的去藕措施，則往往因動(dòng)態(tài)電流過大而引起誤動(dòng)作。本發(fā)明通過在顯示驅(qū)動(dòng)芯片二電源輸入端并接大容量電容濾波器，以避免LED動(dòng)態(tài)顯示因動(dòng)態(tài)電流過大而引起誤動(dòng)作，保證LED動(dòng)態(tài)顯示準(zhǔn)確、可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明:
[0010]圖1為本發(fā)明一種信號延遲時(shí)間精確測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為LED顯不器的顯不電路的電路原理圖。
[0012]圖中符號說明:
[0013]10—比較放大單元；
[0014]20 —信號處理單元；
[0015]30 —微處理單兀；300 —微處理器；301 —晶振電路；302 —復(fù)位電路；
[0016]40 一顯示單元；400 — LED顯示器；401 —顯示驅(qū)動(dòng)芯片一 ；402 —顯示驅(qū)動(dòng)芯片-* ;
[0017]C —電容；CO —電容濾波器；
[0018]R—電阻。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，一種信號延遲時(shí)間精確測量裝置，包括比較放大單元10、信號處理單元20、微處理單元30、顯示單元40。所述比較放大單元10與信號處理單元20連接,所述信號處理單元20與微處理單元30連接，所述微處理單元30與顯示單元40連接。
[0020]所述比較放大單元10包括電壓比較放大器，比較放大單元的作用是對輸入的電壓進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出高、低兩個(gè)電平的電壓，以滿足后面連接的數(shù)字電路對I和O兩個(gè)邏輯電平的要求，主要由比較放大器完成。本發(fā)明中的比較放大單元是以集成電壓比較放大器MAX9686及其外圍電路構(gòu)成。比較放大部分的具體實(shí)現(xiàn)電路是由兩個(gè)MAX9686及其外圍電路組成，兩個(gè)比較器的電路原理圖相同。
[0021]所述信號處理單元20的功能由可編程邏輯器件完成?？删幊踢壿嬈骷譃閺?fù)雜可編程邏輯器件CPLD和現(xiàn)場可編程門陣列FPGA兩類，本發(fā)明優(yōu)選CPLD。
[0022]所述微處理單元30包括微處理器300，本發(fā)明優(yōu)選AT89C51。
[0023]所述顯示單元40包括一組LED顯示器400。
[0024]如圖2所示，所述LED顯示器400由顯示電路驅(qū)動(dòng)，所述顯示電路包括微處理器300、晶振電路301、復(fù)位電路302、三個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片一 401、一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片二 402、LED顯示器400、電容濾波器CO、電源，所述晶振電路301和復(fù)位電路302與微處理器300連接，所述三個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片一 401分別與微處理器300連接，所述一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片二 402與微處理器300連接，所述顯示驅(qū)動(dòng)芯片二 402連接有上拉電阻R，所述LED顯示器400與顯示驅(qū)動(dòng)芯片一 401和顯示驅(qū)動(dòng)芯片二 402連接，所述LED顯示器400的片選信號CSl?CS3經(jīng)過顯示驅(qū)動(dòng)芯片一 401，所述LED顯示器400的段選信號DATAl?DATA7經(jīng)過顯示驅(qū)動(dòng)芯片二 402，所述電容濾波器CO并接在顯示驅(qū)動(dòng)芯片二 402的電源輸入端。
[0025]其中，所述顯示驅(qū)動(dòng)芯片一 401選用74ALS05，所述顯示驅(qū)動(dòng)芯片二 402選用74LS244。
[0026]上述顯示電路的工作原理如下:驅(qū)動(dòng)信號延遲時(shí)間的精確測量裝置中的脈沖寬度測量模塊中的計(jì)數(shù)器輸出的8位二進(jìn)制數(shù)通過可控的三態(tài)門與微處理器300相連，微處理器300讀取此數(shù)并保持在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器后，通過Pl.0控制三態(tài)門，使計(jì)數(shù)器對PO 口輸出保持高阻狀態(tài)。微處理器300對保存的二進(jìn)制數(shù)先要進(jìn)行二?十進(jìn)制轉(zhuǎn)化，分別將百、十、個(gè)位保存在數(shù)據(jù)存儲器的不同地址單元中，然后經(jīng)過軟件譯碼，通過顯示驅(qū)動(dòng)芯片一 401和顯示驅(qū)動(dòng)芯片二 402驅(qū)動(dòng)LED顯示器400，將個(gè)、十、百位的數(shù)字依次顯示在LED顯示器400上。在圖2中只畫出了個(gè)位LED顯示器400的電路原理圖，十位和百位除了片選信號(個(gè)位片選信號為CS1，十位片選信號為CS2，百位片選信號為CS3)不同外，其它管腳的接法與個(gè)位LED顯示器400完全相同。LED顯示器400的片選信號CSl?CS3是由微處理器10的Pl.1、Pl.2、Pl.3產(chǎn)生的，通過軟件延時(shí)1ms，對三個(gè)LED顯示器400動(dòng)態(tài)掃描。段選信號DATAl?DATA7 (經(jīng)過顯示驅(qū)動(dòng)芯片二 402后為d0?d7)由PO 口產(chǎn)生，經(jīng)顯示驅(qū)動(dòng)芯片二 402，加上拉電阻R后來驅(qū)動(dòng)LED顯示器400。
[0027]在實(shí)際研究中，本發(fā)明所述的信號延遲時(shí)間精確測量裝置工作過程如下:將延遲時(shí)間通過比較放大器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后送給可編程邏輯器件進(jìn)行信號處理，接著由微處理器300來計(jì)算和控制，最后由LED顯示器400將結(jié)果顯示出來。
[0028]以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種信號延遲時(shí)間精確測量裝置，包括比較放大單元(10)、信號處理單元(20)、微處理單元(30)、顯示單元(40)，其特征在于:所述比較放大單元(10)與信號處理單元(20)連接，所述信號處理單元(20)與微處理單元(30)連接，所述微處理單元(30)與顯示單元(40)連接，所述比較放大單元(10)包括電壓比較放大器，所述信號處理單元(20)的功能由可編程邏輯器件完成，所述微處理單元(30)包括微處理器(300)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種信號延遲時(shí)間精確測量裝置，其特征在于:所述顯示單元(40)包括一組LED顯示器(400)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種信號延遲時(shí)間精確測量裝置，其特征在于:所述LED顯示器(400)由顯示電路驅(qū)動(dòng)，所述顯示電路包括微處理器(300)、晶振電路(301)、復(fù)位電路(302)、三個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片一(401)、一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片二(402)、LED顯示器(400)、電容濾波器(CO)、電源，所述晶振電路(301)和復(fù)位電路(302)與微處理器(300)連接，所述三個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片一(401)分別與微處理器(300)連接，所述一個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)芯片二(402)與微處理器(300)連接，所述顯示驅(qū)動(dòng)芯片二(402)連接有上拉電阻(R)，所述LED顯示器(400)與顯示驅(qū)動(dòng)芯片一(401)和顯示驅(qū)動(dòng)芯片二(402)連接，所述LED顯示器(400)的片選信號(CSl ；CS2 ；CS3)經(jīng)過顯示驅(qū)動(dòng)芯片一(401)，所述LED顯示器(400)的段選信號(DATA1?DATA7)經(jīng)過顯示驅(qū)動(dòng)芯片二(402)，所述電容濾波器(CO)并接在顯示驅(qū)動(dòng)芯片二(402)的電源輸入端。
【文檔編號】G01R31/00GK104267285SQ201410513261
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】包宇航, 蔡文郁, 喻航, 羅成英, 林立志 申請人:蘇州克蘭茲電子科技有限公司