本發(fā)明屬于電力設(shè)備領(lǐng)域,特別涉及用于檢測高壓高頻干擾的檢測電路。
背景技術(shù):
隨著電力、通訊技術(shù)的發(fā)展,各種破壞通訊設(shè)施和電力計(jì)量設(shè)施的也不斷涌現(xiàn),高壓高頻干擾攻擊具有破壞性大,隱蔽性強(qiáng)的特點(diǎn)。遭受干擾攻擊的設(shè)備往往處于死機(jī)的狀態(tài),喪失了設(shè)備應(yīng)有的功能,給社會帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失和負(fù)面影響。目前的通訊和電力設(shè)施,在性能要求方面是沒有抗高壓放電這一項(xiàng)的,也就給了不法分子進(jìn)行破,打開了方便之門。該電路能快速有效的檢測出高壓高頻的干擾攻擊行為。為保護(hù)通訊及電力設(shè)施起到積極的作用。
現(xiàn)有的高壓高頻檢測電路主要是用于電氣設(shè)備故障點(diǎn)的判斷檢修,當(dāng)高壓電路存在放電或漏電的情況下,能用此電路來查找放電(故障)部位。通常的做法是采用音頻采集的方法。具體方法是利用聲音傳感器經(jīng)信號放大后送至微處理器進(jìn)行波形的頻域分析,其能量分布在20~150kHz的帶寬內(nèi)。該方法的特點(diǎn)是硬件電路相對簡單,只包括了傳感器電路和信號放大電路。其大部分的信號分析工作交由微處理器來完成,其算法復(fù)雜,且需要較高資源的高速微處理器。這就大大增加了電路的成本和功耗。由于大量的采用軟件的算法,其性能方面也是一大弱項(xiàng)。在整個(gè)檢測系統(tǒng)遭受攻擊時(shí)最容易出現(xiàn)問題的就是微處理器,其所表現(xiàn)出來的就是程序跑飛,復(fù)位,甚至死機(jī)。當(dāng)出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí),其檢測系統(tǒng)也就喪失其應(yīng)有的功能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足,本發(fā)明提供了用于提高抗干擾性、降低電源需求的檢測電路。
為了達(dá)到上述技術(shù)目的,本發(fā)明提供了用于檢測高壓高頻干擾的檢測電路,其特征在于,所述檢測電路,包括:天線E1,以及與天線E1連接的接收選頻電路,在接收選頻電路的輸出端連接有高放電路,在高放電路的輸出端連接具有末級整流電路,在末級整流電路的輸出端連接有信號保持輸出電路;
其中,在接收選頻電路中設(shè)有與天線E1連接的電容C4、電感L1以及電容C6,在電容C6的兩端并聯(lián)有電感L2;在高放電路中設(shè)有包括電阻R6與電阻R3的第一并聯(lián)電路,以及與第一并聯(lián)電路并聯(lián)的包括電阻R12與R8的第二并聯(lián)電路,在高放電路中還設(shè)有三極管Q1、三極管Q2、三極管Q5與三極管Q6,在末級整流電路中設(shè)有三極管Q4與三極管Q7。
可選的,在所述高放電路中,還設(shè)有電阻R14,電阻R14的一端與電阻R6的一端連接,電阻R14的另一端與三極管Q1的發(fā)射極連接,三極管Q1的發(fā)射級還與三極管Q2的基級連接,三極管Q2的發(fā)射級與電阻R14的一端連接,三極管Q2的集電極與電阻R2相連。
可選的,在所述高放電路中,還設(shè)有電容C7,電容C7的一端與接收選頻電路相連,電容C7的另一端連接有電阻R9。
可選的,所述第二并聯(lián)電路與電阻R9相連,以及連接在第二并聯(lián)電路上的三極管Q6,在三極管Q6的發(fā)射級上連接有電阻R15以及三極管Q5的基級,在所述高放電路還設(shè)有與三極管Q6集電極、三極管Q5的集電極連接的電阻R11,在三極管Q6的集電極上連接有電阻R10。
可選的,在所述末級整流電路中設(shè)有三極管Q4和三極管Q7,三極管Q4的基極經(jīng)電阻R4與三極管Q1的集電極相連,三極管Q4的集電極與三極管Q7的集電極相連;
在末級整流電路中還設(shè)有三極管Q3,三極管Q3的基級與電阻R10相連,三極管Q3的集電極經(jīng)電阻R13與三極管Q7的基級相連,在三極管Q7的集電極上還連接有二極管D2。
可選的,在所述信號輸出電路中,設(shè)有與二極管D2連接的電阻R16,以及與電阻R16并聯(lián)的電容C8、穩(wěn)壓二極管D3,在電容C8與穩(wěn)壓二極管D3之間還設(shè)有電阻R20。
可選的,其特征在于,還包括接地電路,所述接地電路包括并聯(lián)的電容C14和電容C17。
可選的,還包括5V電壓輸入端。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
通過使用接收選頻電路對接收到的信號進(jìn)行選取,接著使高放電路中的三極管工作在臨界截止?fàn)顟B(tài),并且構(gòu)成達(dá)林頓管復(fù)合模式,以便提高高放過程的靈敏度。從而提高該檢測電路自身的抗干擾性,不會因遭受攻擊而發(fā)生電路的損壞和失效;同時(shí)降低了功率消耗,減小對系統(tǒng)供電的要求。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明提供的一種用于檢測高壓高頻干擾的檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步地描述。
實(shí)施例一
本發(fā)明提供了一種用于檢測高壓高頻干擾的檢測電路,如圖1所示,該檢測電路包括:天線E1,以及與天線E1連接的接收選頻電路,在接收選頻電路的輸出端連接有高放電路,在高放電路的輸出端連接具有末級整流電路,在末級整流電路的輸出端連接有信號保持輸出電路;
其中,在接收選頻電路中設(shè)有與天線E1連接的電容C4、電感L1以及電容C6,在電容C6的兩端并聯(lián)有電感L2;在高放電路中設(shè)有包括電阻R6與電阻R3的第一并聯(lián)電路,以及與第一并聯(lián)電路并聯(lián)的包括電阻R12與R8的第二并聯(lián)電路,在高放電路中還設(shè)有三極管Q1、三極管Q2、三極管Q5與三極管Q6,在末級整流電路中設(shè)有三極管Q4與三極管Q7。
在實(shí)施中,本發(fā)明實(shí)施例提出了一種檢測電路,用于對高壓高頻干擾進(jìn)行檢測,為了完成該項(xiàng)檢測,該檢測電路包括接收短頻電路、高放電路、末級整流電路以及信號保持輸出電路四部分。
其中,在接收選頻電路中設(shè)有與天線E1連接的電容C4、電感L1以及電容C6,在電容C6的兩端并聯(lián)有電感L2。依據(jù)上述原件,經(jīng)天線E1接收到的高壓高頻干擾信號進(jìn)入由電感L1、電感L2、電容C4、電容C6組成的選頻網(wǎng)絡(luò)。由于高壓放電是以脈沖形式出現(xiàn),其信號包含豐富的諧波成分,信號的帶寬很寬。為提高檢測電路的抗干擾能力避免無線及移動設(shè)備的干擾加入了兩級濾波電路,分別是C4,L1組成的串聯(lián)帶通濾波和L2,C6組成的并聯(lián)帶通濾波。
在接收選頻電路的輸出端連接有高放電路。在高放電路中,除了設(shè)有包括電阻R6與電阻R3的第一并聯(lián)電路,以及與第一并聯(lián)電路并聯(lián)的包括電阻R12與R8的第二并聯(lián)電路,在高放電路中還設(shè)有三極管Q1、三極管Q2、三極管Q5與三極管Q6,在末級整流電路中設(shè)有三極管Q4與三極管Q7。還設(shè)有電阻R14,電阻R14的一端與電阻R6的一端連接,電阻R14的另一端與三極管Q1的發(fā)射極連接,三極管Q1的發(fā)射級還與三極管Q2的基級連接,三極管Q2的發(fā)射級與電阻R14的一端連接,三極管Q2的集電極與電阻R2相連。
另外,在高放電路中,還設(shè)有電容C7,電容C7的一端與接收選頻電路相連,電容C7的另一端連接有電阻R9。第二并聯(lián)電路與電阻R9相連,以及連接在第二并聯(lián)電路上的三極管Q6,在三極管Q6的發(fā)射級上連接有電阻R15以及三極管Q5的基級,在高放電路還設(shè)有與三極管Q6集電極、三極管Q5的集電極連接的電阻R11,在三極管Q6的集電極上連接有電阻R10。
基于上述結(jié)構(gòu)的高放電路,高放電路未采用選頻網(wǎng)絡(luò),為降低檢測電路的功耗高放部分工作在乙類狀態(tài)。這里的乙類狀態(tài)是根據(jù)放大器在不同工作狀態(tài)下的理想效率進(jìn)行劃分,具體的,乙類狀態(tài)是指放大器的導(dǎo)通角φ為90°,理想效率η為78.5%的狀態(tài)。
在高放電路中的電阻R6、電阻R3構(gòu)成電路正向靜態(tài)偏置電路,確保三極管Q1、Q2組成的高放電路的靜態(tài)處于臨界截止?fàn)顟B(tài);同樣電阻R8、電阻R12是電路反向靜態(tài)偏置電阻,以確保三極管Q5、Q6靜態(tài)處于臨界截止?fàn)顟B(tài)。為提高高放級的靈敏度,電路采用了達(dá)林頓管的復(fù)合模式。電阻R14,R15為泄漏電阻,其作用是旁路三極管Q1、Q6因熱噪聲而產(chǎn)生的漏電流,穩(wěn)定三極管Q2、Q5的工作點(diǎn)。電阻R2,R11為高放電路集電極輸出的負(fù)載電阻。電容C5,C7是高放輸入的隔直耦合電容,電阻R5、R9為輸入限流電阻,確保高放電路的安全。
可選的,在末級整流電路中設(shè)有三極管Q4和三極管Q7,三極管Q4的基極經(jīng)電阻R4與三極管Q1的集電極相連,三極管Q4的集電極與三極管Q7的集電極相連;在末級整流電路中還設(shè)有三極管Q3,三極管Q3的基級與電阻R10相連,三極管Q3的集電極經(jīng)電阻R13與三極管Q7的基級相連,在三極管Q7的集電極上還連接有二極管D2。
在實(shí)施中,末級輸出電路通過設(shè)有三極管Q4、Q7以提高輸出能力。三極管Q3為反相電路,確保輸出相位的一致性。電阻R4、R10作為末級輸入限流電阻,確保末級的可靠性。另外之所以令三極管Q4、Q7輸出的信號合并后經(jīng)二極管D2后輸出,二極管D2所起的作用是防止末級的漏電流對輸出造成影響。
可選的,在信號輸出電路中,設(shè)有與二極管D2連接的電阻R16,以及與電阻R16并聯(lián)的電容C8、穩(wěn)壓二極管D3,在電容C8與穩(wěn)壓二極管D3之間還設(shè)有電阻R20。
在實(shí)施中,信號保持電路主要由C8和R16組成。由于高壓放電信號脈寬很窄,為確保后續(xù)電路能可靠的捕捉到該信號,故增加了C8來保持信號的輸出。高壓放電攻擊結(jié)束后C8則通過R16來釋放電荷,輸出復(fù)位。由于整個(gè)放電檢測電路采用的是5V的供電電源,而后級則是3.3V系統(tǒng),為與后級電路匹配增加了由R20,D3組成的鉗位電路。
可選的,在該檢測電路中還包括接地電路,接地電路包括并聯(lián)的電容C14和電容C17。用于實(shí)現(xiàn)對地隔離。該檢測電路中還包括5V電壓輸入端。用于對整個(gè)檢測電路中的元器件進(jìn)行供電。
另外,本發(fā)明提出的檢測電路工作電壓為5V,由于電路工作于乙類狀態(tài),靜態(tài)功耗為微安級,當(dāng)檢測到高壓放電攻擊時(shí),其工作電流也小于5mA。故該電路對電源的要求很低,實(shí)用常規(guī)的電源即可。
本發(fā)明提供了一種用于檢測高壓高頻干擾的檢測電路,該檢測電路包括天線,以及與天線連接的接收選頻電路,在接收選頻電路的輸出端連接有高放電路,在高放電路的輸出端連接具有末級整流電路,在末級整流電路的輸出端連接有信號保持輸出電路。通過使用接收選頻電路對接收到的信號進(jìn)行選取,接著使高放電路中的三極管工作在臨界截止?fàn)顟B(tài),并且構(gòu)成達(dá)林頓管復(fù)合模式,以便提高高放過程的靈敏度。從而提高該檢測電路自身的抗干擾性,不會因遭受攻擊而發(fā)生電路的損壞和失效;同時(shí)降低了功率消耗,減小對系統(tǒng)供電的要求。
上述實(shí)施例中的各個(gè)序號僅僅為了描述,不代表各部件的組裝或使用過程中的先后順序。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。