專利名稱：應(yīng)用于低壓集中抄表的窄帶載波衰減裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種載波衰減裝置，尤其涉及一種應(yīng)用于低壓集中抄表的窄帶載波衰 減裝置。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及對(duì)電子設(shè)備載波信號(hào)衰減的檢測(cè)，尤其涉及對(duì)低壓載波集中 抄表終端(包括集中器和采集器)及智能載波電能表的通信衰減性能的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
目前，通用載波衰減裝置只能針對(duì)某個(gè)頻段的載波進(jìn)行衰減，且不能通過(guò)程序控 制載波衰減的幅度，可擴(kuò)展性較差。應(yīng)用于電力低壓集中抄表系統(tǒng)的載波通信芯片，由于不同的生產(chǎn)廠家有各自不同 的載波調(diào)制頻點(diǎn)，且有各自不同的衰減能力。隨著近年來(lái)低壓載波集中抄表終端和智能載 波電能表的全面推廣應(yīng)用，提出了對(duì)載波抄表終端和智能載波電能表的載波通信性能的檢 測(cè)。通用載波衰減裝置無(wú)法滿足低壓集中抄表的載波衰減通信性能的檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)和不足，提供一種應(yīng)用于低壓 集中抄表的窄帶載波衰減裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明包括工作對(duì)象被測(cè)設(shè)備的載波信號(hào)輸入端；
設(shè)置有PC上位機(jī)、通訊電路、按鍵、控制邏輯電路、第1阻抗匹配電路、低通高阻濾波電 路、高頻衰減電路、第2阻抗匹配電路和載波信號(hào)輸出端；
PC上位機(jī)、通訊電路、控制邏輯電路和高頻衰減電路前后依次連接，按鍵和控制邏輯電 路連接，通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)對(duì)載波信號(hào)衰減幅度的切換；
載波信號(hào)輸入端、第1阻抗匹配電路、低通高阻濾波電路、第2阻抗匹配電路和載波信 號(hào)輸出端前后依次連接，載波信號(hào)輸入端、高頻衰減電路和載波信號(hào)輸出端前后依次連接， 實(shí)現(xiàn)了對(duì)載波輸入信號(hào)的衰減。本發(fā)明的工作原理是 1、控制部分
PC上位機(jī)通過(guò)通訊電路發(fā)送檔位切換命令給控制邏輯電路，控制邏輯電路根據(jù)從上位 機(jī)得到的指令完成載波檔位的切換；按鍵則是由使用者和控制邏輯電路的人機(jī)交互方式， 可通過(guò)按鍵直接切換檔位。2、載波衰減部分
載波衰減部分又由低通高阻電路和高頻衰減電路組成。由于兩部分電路都有各自的幅頻特性曲線，因此兩個(gè)部分電路在組網(wǎng)時(shí)會(huì)互為負(fù) 載，引起整個(gè)電路幅頻特性的變化；因此在低通高阻電路的前、后又增加了第1、2阻抗匹配 電路，用于改善整個(gè)電路的組網(wǎng)特性。
被測(cè)設(shè)備的載波信號(hào)由工頻信號(hào)和高頻信號(hào)疊加而成。當(dāng)載波信號(hào)從載波信號(hào)輸 入端通過(guò)低通高阻電路之后，工頻信號(hào)可順利通過(guò)，而高頻信號(hào)則會(huì)被衰減干凈；當(dāng)載波信 號(hào)從載波信號(hào)輸入端通過(guò)高頻衰減電路后，可實(shí)現(xiàn)0DB、40DB、50DB、60DB、70DB或80DB六選
一的衰減。經(jīng)高頻衰減后信號(hào)與工頻信號(hào)相互疊加形成載波信號(hào)輸出，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)載波輸 入信號(hào)的衰減。本發(fā)明具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果
①能程控實(shí)現(xiàn)載波檔位的切換，易于擴(kuò)展，控制邏輯電路有較好的電氣隔離特性，能長(zhǎng) 期可靠和穩(wěn)定地工作；
②能使在80kHz IMHz的頻段范圍內(nèi)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)同一檔位的衰減且誤差控制在 士 2DB。③適用于對(duì)低壓載波集中抄表終端及智能載波電能表通信衰減性能的檢測(cè)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖； 其中
10—PC上位機(jī)； 20—通訊電路； 30—按鍵； 40—控制邏輯電路； 50—H 1阻抗匹配電路； 60—低通高阻濾波電路； 70—高頻衰減電路，
71 — Q DB 衰減， 72— 40DB 衰減， 73— 50DB 衰減， 74—60DB 衰減， 75—70DB 衰減， 76—80DB 衰減； 80—H 2阻抗匹配電路 A—載波信號(hào)輸入端； B—載波信號(hào)輸出端。圖2是專用測(cè)試軟件流程圖3是第1、2阻抗匹配電路的原理圖； 圖4是高頻衰減網(wǎng)絡(luò)40DB幅頻特性圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明 一、總體
如圖1，本發(fā)明包括被測(cè)設(shè)備的載波信號(hào)輸入端A ；
設(shè)置有PC上位機(jī)10、通訊電路20、按鍵30、控制邏輯電路40、第1阻抗匹配電路50、低 通高阻濾波電路60、高頻衰減電路70、第2阻抗匹配電路80和載波信號(hào)輸出端B ； 其連接關(guān)系如下PC上位機(jī)10、通訊電路20、控制邏輯電路40和高頻衰減電路70前后依次連接，按鍵 30和控制邏輯電路40連接，通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)對(duì)載波信號(hào)衰減幅度的切換；
載波信號(hào)輸入端A、第1阻抗匹配電路50、低通高阻濾波電路60、第2阻抗匹配電路90 和載波信號(hào)輸出端B前后依次連接，載波信號(hào)輸入端A、高頻衰減電路70和載波信號(hào)輸出端 B前后依次連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)載波輸入信號(hào)的衰減。二、功能塊 1、PC上位機(jī)10
PC上位機(jī)10是一種常用的電腦，配置有專用的測(cè)試軟件。專用測(cè)試軟件由DELPHI高 級(jí)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)，通過(guò)通訊電路20發(fā)送檔位切換命令給控制電路40，實(shí)現(xiàn)衰減檔位切換 的程序控制。專用測(cè)試軟件流程如圖2所示，包括下列步驟
①待機(jī)1；
②命令2，是則進(jìn)入下一步驟，否則等待命令；
③判斷3；
④切換4。2、通訊電路20
通訊電路20由高性能ZT232電平轉(zhuǎn)換芯片組成，完成串口 232電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換， 通訊方式可選擇RS232或RS485。主要作用實(shí)現(xiàn)PC上位機(jī)10中RS232串口電平與控制電路40中TTL電平的轉(zhuǎn)換。3、按鍵 30
按鍵30是一種常用按鍵。4、控制邏輯電路40
控制邏輯電路40是一種常用的模塊，由CPU、外圍隔離電路和切換電路組成，有上市產(chǎn) 品。當(dāng)CPU接收到PC上位機(jī)10發(fā)送的命令或檢測(cè)到按鍵30的輸入信號(hào)時(shí)，經(jīng)外圍隔離電 路驅(qū)動(dòng)后，由切換電路完成控制邏輯功能。5、第1、2阻抗匹配電路50、80
如圖3，第1、2阻抗匹配電路50、80是一種由第1、2電感Li、L2和第1、2電容Cl、C2 組成的橋路；
第1電容Cl的兩端分別與第1、2電感Li、L2的一端連接，第2電容C2的兩端分別與 第1、2電感Li、L2的另一端連接。隨著頻率的增加呈現(xiàn)出不同的輸入阻抗，由容抗特性公式Rc=l/jwc，可以得到 頻率越高輸入阻抗越小。第1阻抗匹配電路50主要用于匹配低通高阻電路60，第2阻抗匹配電路80主要 用于匹配高頻衰減電路70。6、低通高阻電路60
低通高阻電路60是一種常用的濾波電路，采用兩級(jí)LC選頻電路，使50Hz的工頻信號(hào) 可以通過(guò)，阻斷電力載波的高頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高頻載波信號(hào)的隔離。7、高頻衰減電路70高頻衰減電路70包括相互并聯(lián)的六個(gè)模塊ODB衰減71、40DB衰減72、50DB衰減73、 60DB衰減74、70DB衰減75和80DB衰減76，由控制邏輯電路40進(jìn)行六選一。上述模塊是一種二端網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)是一種常用的高通濾波電路，通過(guò)改變接入的 電阻來(lái)改變電路的頻率特性使其完成對(duì)高頻信號(hào)的衰減；在80kHz IMHz信號(hào)變化范圍 內(nèi)，3 5歐姆輸入阻抗情況下，實(shí)現(xiàn)小于2DB誤差范圍內(nèi)的衰減。通過(guò)邏輯控制電路40發(fā)來(lái)的控制信號(hào)，接入不同的衰減檔位，完成高頻載波信號(hào) ODB、40DB、50DB、60DB、70DB、80DB 六個(gè)檔位的衰減。三、實(shí)驗(yàn)情況
現(xiàn)以衰減40DB為例描述實(shí)驗(yàn)情況，其它依此類推。1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測(cè)量衰減裝置在40DB衰減檔位的精度。2、實(shí)驗(yàn)儀器衰減裝置、TDS210示波器、AFG3201信號(hào)發(fā)生器和頻譜儀。3、測(cè)量方法
1)在衰減裝置上加入載波頻率在80kHz IMHz范圍的電壓信號(hào)，把衰減裝置切換到 40DB檔位，將載波信號(hào)從衰減裝置的載波信號(hào)輸入端A輸入并記錄數(shù)值，用示波器測(cè)量衰 減裝置的載波信號(hào)輸出端B的輸出信號(hào)幅度并記錄數(shù)值，計(jì)算測(cè)量結(jié)果。2)在阻抗匹配的情況下，用頻譜儀繪制出衰減裝置的幅頻特性曲線與測(cè)量結(jié) 果進(jìn)行比對(duì)。4、測(cè)量過(guò)程
1)將信號(hào)發(fā)生器調(diào)節(jié)到輸出阻抗為10 Ω，設(shè)置峰峰值為3. 33個(gè)VPP。2)用示波器分別測(cè)量出進(jìn)入衰減裝置的載波信號(hào)峰峰值和經(jīng)衰減后的載波信號(hào) 峰峰值，如表1所示
從SOkHz-IMHz輸入信號(hào)為(計(jì)算公式201og輸出/輸入) 表權(quán)利要求
一種應(yīng)用于低壓集中抄表的窄帶載波衰減裝置，包括被測(cè)設(shè)備的載波信號(hào)輸入端(A)；其特征在于設(shè)置有PC上位機(jī)(10)、通訊電路(20)、按鍵(30)、控制邏輯電路(40)、第1阻抗匹配電路(50)、低通高阻濾波電路(60)、高頻衰減電路(70)、第2阻抗匹配電路(80)和載波信號(hào)輸出端(B)；PC上位機(jī)(10)、通訊電路(20)、控制邏輯電路(40)和高頻衰減電路(70)前后依次連接，按鍵(30)和控制邏輯電路(40)連接，通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)對(duì)載波信號(hào)衰減幅度的切換；載波信號(hào)輸入端A、第1阻抗匹配電路(50)、低通高阻濾波電路(60)、第2阻抗匹配電路(90)和載波信號(hào)輸出端(B)前后依次連接，載波信號(hào)輸入端(A)、高頻衰減電路(70)和載波信號(hào)輸出端(B)前后依次連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)載波輸入信號(hào)的衰減。
2.按權(quán)利要求1所述的載波衰減裝置，其特征在于所述的第1、2阻抗匹配電路(50、80)是一種均由第1、2電感(Li、L2)和第1、2電容 (C1、C2)組成的橋路；第1電容(Cl)的兩端分別與第1、2電感(L1、L2)的一端連接，第2電容(C2)的兩端分 別與第1、2電感(L1、L2)的另一端連接。
3.按權(quán)利要求1所述的載波衰減裝置，其特征在于所述的高頻衰減電路70包括相互并聯(lián)的六個(gè)模塊ODB衰減(71)、40DB衰減(72)、50DB 衰減(73)、60DB 衰減(74)、70DB 衰減(75)和 80DB 衰減(76)；上述模塊是一種二端網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)是一種高通濾波電路。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于低壓集中抄表的窄帶載波衰減裝置，涉及一種載波衰減裝置。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是PC上位機(jī)、通訊電路、控制邏輯電路和高頻衰減電路前后依次連接，按鍵和控制邏輯電路連接，通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)對(duì)載波信號(hào)衰減幅度的切換；載波信號(hào)輸入端、第1阻抗匹配電路、低通高阻濾波電路、第2阻抗匹配電路和載波信號(hào)輸出端前后依次連接，載波信號(hào)輸入端、高頻衰減電路和載波信號(hào)輸出端前后依次連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)載波輸入信號(hào)的衰減。本發(fā)明能程控實(shí)現(xiàn)載波檔位的切換，易于擴(kuò)展，能長(zhǎng)期可靠和穩(wěn)定地工作；能在80kHz～1MHz的頻段范圍內(nèi)的信號(hào)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)同一檔位的衰減；適用于對(duì)低壓載波集中抄表終端及智能載波電能表的通信衰減性能的檢測(cè)。
文檔編號(hào)H04B3/48GK101944936SQ201010273110
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者傅士冀, 吳佳, 夏水斌, 李鵬賓, 陳俊 申請(qǐng)人:湖北省電力試驗(yàn)研究院