專利名稱：一種低壓電力線高頻噪聲采樣與回放系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種低壓電力線高頻噪聲采樣與回放系統(tǒng)，乃是用于低壓電力線進行載波通信測試、信道檢測和產(chǎn)品調(diào)試的工具。
背景技術：
低壓電力線是輸送工頻電能的，線路本身具有開放性，容易受到外來干擾，低壓電力線上的許多電器設備還會產(chǎn)生各種噪聲，所以低壓電力線除了工頻外還有許多其它頻率分量。除工頻外的這些頻率分量可以統(tǒng)稱為高頻噪聲。這些噪聲影響了低壓電力線的其它應用。雖然已有一些產(chǎn)品如示波器、錄波儀可以對低壓電力線的噪聲進行測試和錄波，也有一些產(chǎn)品具有數(shù)據(jù)下載輸出功能，如任意波信號發(fā)生器，但以上產(chǎn)品均是獨立的。錄波儀能錄波，但采樣速率較低，示波器采樣率很高，但不能區(qū)分工頻和噪聲，兩者均不具有回放功能。任意波發(fā)生器具有數(shù)據(jù)下載功能但不能采樣和錄波。然后低壓電力線噪聲稍縱即逝， 且不具有重復性，要想發(fā)現(xiàn)其中問題并加以分析顯得極為困難。因此特別需要從低壓電力線進行工頻隔離高頻噪聲采樣到存儲和回放的一套完整系統(tǒng)，尤其適用于后期在實驗室重復進行各種試驗、分析和測試。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供的是一種低壓電力線高頻噪聲采樣與回放系統(tǒng)，其目的旨在有效克服現(xiàn)有技術所存在的上述缺陷。本實用新型的技述解決方案其結構包括輸入單元、A/D采樣電路、存儲電路、核心單元、D/A電路、輸出單元、測試用低壓電源系統(tǒng)的信號輸入端對應相接，其中輸入單元的信號輸入端接低壓電力線，輸入單元的信號輸出端與A/D采樣電路的信號輸入端對應相接，A/D采樣電路的第一信號輸入/輸出端與存儲電路的第一信號輸出/輸入端對應相接， A/D采樣電路的第二信號輸入/輸出端與核心單元的第一信號輸出/輸入端對應相接，存儲電路的第二信號輸出/輸入端與核心單元的第二信號輸入/輸出端對應相接，存儲電路的第三信號輸出/輸入端與D/A電路的第一信號輸入/輸出端對應相接，D/A電路的第二信號輸入/輸出端與核心單元的第三信號輸出/輸入端對應相接，D/A電路的信號輸出端與輸出單元的信號輸入端對應相接，輸出單元的信號輸出端與測試用低壓電源系統(tǒng)的信號輸入端對應相接。本實用新型的優(yōu)點通過對現(xiàn)場低壓電力線進行工頻隔離，對高頻噪聲進行取樣、 存儲，在核心單元的控制下實現(xiàn)回放功能，使得現(xiàn)場復雜、繁瑣的數(shù)據(jù)采集、分析、調(diào)試和測試工作可以在后期或?qū)嶒炇抑袩o限次重復進行，幫助使用者更加有效的尋找問題的根源。

附圖1是低壓電力線高頻噪聲采樣與回放系統(tǒng)的結構圖。附圖2是輸入單元的結構圖。附圖3是輸出單元的結構圖。[0008]附圖4是按照時間順序和規(guī)則執(zhí)行相應動作的示意圖。
具體實施方式
對照附圖，其結構包括輸入單元、A/D采樣電路、存儲電路、核心單元、D/A電路、輸出單元、測試用低壓電源系統(tǒng)的信號輸入端對應相接，其中輸入單元的信號輸入端接低壓電力線，輸入單元的信號輸出端與A/D采樣電路的信號輸入端對應相接，A/D采樣電路的第一信號輸入/輸出端與存儲電路的第一信號輸出/輸入端對應相接，A/D采樣電路的第二信號輸入/輸出端與核心單元的第一信號輸出/輸入端對應相接，存儲電路的第二信號輸出/輸入端與核心單元的第二信號輸入/輸出端對應相接，存儲電路的第三信號輸出/輸入端與D/A電路的第一信號輸入/輸出端對應相接，D/A電路的第二信號輸入/輸出端與核心單元的第三信號輸出/輸入端對應相接，D/A電路的信號輸出端與輸出單元的信號輸入端對應相接，輸出單元的信號輸出端與測試用低壓電源系統(tǒng)的信號輸入端對應相接。所述的輸入單元(如圖2)，由電感電容等無源器件和放大器等有源器件組成，完成工頻隔離、高頻耦合和信號調(diào)理功能。工頻隔離高頻耦合電路可以采用小電容作為耦合元件，由于小電容對低頻呈現(xiàn)阻抗大，而高頻阻抗小，結合后級阻抗設計，可以將低壓電力線220V工頻電壓和現(xiàn)場高頻噪聲電壓進行分離，利用電感電容等濾波元件進一步縮小工頻電壓，降低工頻對后續(xù)A/D采樣電路的影響，而高頻噪聲電壓幾乎不受損失，該信號經(jīng)過放大器等信號調(diào)理電路進行直流電平變換和增益變換，再送A/D采樣電路。輸入單元中放大器的增益變換受核心單元控制；所述的A/D采樣由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC分辨率14bit以上，采樣率100MSPS以上，如 AD9246-105)和外圍電路組成，僅對高頻噪聲信號進行采樣處理。工頻信號經(jīng)過前級高通濾波器進一步濾波后可以忽略不計。A/D采樣速率要求高于被采樣現(xiàn)場高頻噪聲信號最高頻率的兩倍以上，確保采樣不帶來混疊失真。緊跟著防混疊低通濾波器進一步降低發(fā)生混疊的風險。A/D采樣將高頻噪聲模擬信號轉(zhuǎn)換成高頻噪聲數(shù)據(jù)信號，方便存儲、管理及回放。 A/D采樣的時序受核心單元控制；所述的存儲電路主要由存儲器類集成電路(如SSD8GB)組成，可以級聯(lián)來增加存儲容量。存儲電路承擔高頻噪聲數(shù)據(jù)信號的存儲和讀取功能，高頻噪聲數(shù)據(jù)存儲時序與地址均受到核心單元的管理和控制，存儲電路也可按照核心單元的要求按一定規(guī)則進行輸出；所述的D/A電路由數(shù)模轉(zhuǎn)換器類集成電路(DAC分辨率14bit，轉(zhuǎn)換速率100MSPS 以上，如AD9117)組成，其轉(zhuǎn)換速率應比A/D采樣速率更高，動態(tài)范圍更大，可有效地防止信號恢復時出現(xiàn)失真。D/A電路在核心單元的控制下將存儲器中已經(jīng)存放的低壓電力線高頻噪聲數(shù)據(jù)按照原來存儲先后順序進行有序讀取，并按照一定規(guī)則輸出，經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后，高頻噪聲數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號；所述的輸出單元(如圖幻由放大器等信號調(diào)理元件和電感電容等無源器件組成。 放大器受核心單元控制，對高頻噪聲數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到的模擬信號進行調(diào)理，由于現(xiàn)場高頻噪聲信號采樣前調(diào)理受控并已知，可按照采樣前調(diào)理規(guī)則進行調(diào)理，使調(diào)理后的模擬信號更加接近采樣前原始高頻噪聲信號。調(diào)理后的信號經(jīng)過功率放大后，送電感電容等無源器件組成的高頻諧振耦合電路，經(jīng)過工頻隔離電路后加到測試用低壓電源系統(tǒng)中，作為試驗用的高頻噪聲信號。測試用低壓電源系統(tǒng)具有低壓電力線特征參數(shù)，具有50Hz頻率和 220V電壓，其頻率和電壓可以根據(jù)需要進行調(diào)整；所述的核心單元(mini2440Samsung S3C2440AL)及大規(guī)模邏輯電路(FPGA ALTERA CycloneII)等元件組成，控制上述單元按照時間順序和規(guī)則執(zhí)行相應動作(如圖4)，確保系統(tǒng)取樣、存儲和回放過程準確無誤，方便用戶隨時隨地進行重復性測試和試驗工作，幫助用戶尋找問題的根源，方案還預留與其它系統(tǒng)的接口。本實用新型通過對現(xiàn)場低壓電力線進行工頻隔離，對高頻噪聲進行取樣、存儲，在核心單元的控制下實現(xiàn)回放功能，使得現(xiàn)場復雜、繁瑣的數(shù)據(jù)采集、分析、調(diào)試和測試工作可以在后期或?qū)嶒炇抑袩o限次重復進行，幫助使用者更加有效的尋找問題的根源。
權利要求1. 一種低壓電力線高頻噪聲采樣與回放系統(tǒng)，其特征是包括輸入單元、A/D采樣電路、 存儲電路、核心單元、D/A電路、輸出單元、測試用低壓電源系統(tǒng)，其中輸入單元的信號輸入端接低壓電力線，輸入單元的信號輸出端與A/D采樣電路的信號輸入端對應相接，A/D采樣電路的第一信號輸入/輸出端與存儲電路的第一信號輸出/輸入端對應相接，A/D采樣電路的第二信號輸入/輸出端與核心單元的第一信號輸出/輸入端對應相接，存儲電路的第二信號輸出/輸入端與核心單元的第二信號輸入/輸出端對應相接，存儲電路的第三信號輸出/輸入端與D/A電路的第一信號輸入/輸出端對應相接，D/A電路的第二信號輸入/輸出端與核心單元的第三信號輸出/輸入端對應相接，D/A電路的信號輸出端與輸出單元的信號輸入端對應相接，輸出單元的信號輸出端與測試用低壓電源系統(tǒng)的信號輸入端對應相接。
專利摘要本實用新型是一種低壓電力線高頻噪聲采樣與回放系統(tǒng)，其結構包括輸入單元、A/D采樣電路、存儲電路、核心單元、D/A電路、輸出單元、測試用低壓電源系統(tǒng)；其中輸入單元與A/D采樣電路，A/D采樣電路與存儲電路相接，A/D采樣電路與核心單元相接，存儲電路與核心單元相接，存儲電路與D/A電路相接，D/A電路與核心單元相接，D/A電路與輸出單元相接，輸出單元與測試用低壓電源系統(tǒng)相接。優(yōu)點通過對現(xiàn)場低壓電力線進行工頻隔離，對高頻噪聲進行取樣、存儲，在核心單元的控制下實現(xiàn)回放功能，使得現(xiàn)場復雜、繁瑣的數(shù)據(jù)采集、分析、調(diào)試和測試工作可以在后期或?qū)嶒炇抑袩o限次重復進行，幫助使用者更加有效的尋找問題的根源。
文檔編號H03H17/02GK202231717SQ201120405809
公開日2012年5月23日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權日2011年10月19日
發(fā)明者趙永春, 陸健友, 顏庭喬 申請人:南京新聯(lián)電子股份有限公司, 南京新聯(lián)電訊儀器有限公司, 南京致德軟件科技有限公司