專利名稱：一種低壓電力線高頻阻抗的測量系統(tǒng)和測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及載波通信領(lǐng)域，特別涉及一種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)和測量方法。
背景技術(shù)：
低壓電カ線載波通信是利用低壓配電線(380/220V用戶線)作為信息傳輸媒介，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號進(jìn)行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)末`種特殊的通信方式。低壓電カ線載波通信系統(tǒng)包括載波發(fā)射設(shè)備、載波電カ線、接收設(shè)備。載波發(fā)射設(shè)備將載有信息的高頻信號調(diào)制疊加在エ頻電壓上，發(fā)射至載波電カ線上，載波電カ線上同時傳輸高頻信號和電流，接收信息的接收設(shè)備把高頻信號從エ頻電壓中分離出來，并傳送到下ー個目的設(shè)備(計算機(jī)或電話)，以實現(xiàn)信息傳遞。在載波通信過程中，為了使所有高頻信號都能傳輸至接收設(shè)備，也就是載波發(fā)射設(shè)備達(dá)到最大功率輸出的工作狀態(tài)，需要載波發(fā)射設(shè)備內(nèi)部阻抗與載波電カ線的阻抗相等，做到阻抗匹配(Impedance matching)。目前載波電力線的阻抗沒有具體的測量方法，只能采用估計的方法，所以不能準(zhǔn)確得到載波電カ線的阻抗，無法做到載波發(fā)射設(shè)備內(nèi)部阻抗與載波電カ線阻抗完全匹配，因此不能達(dá)到載波發(fā)射設(shè)備達(dá)到最大功率輸出的工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本申請要解決的技術(shù)問題是提供一種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)和測量方法，用以測量低壓電カ線的高頻阻杭。一種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)，包括信號發(fā)生器、分壓電阻、高頻連接器和分析器；其中所述信號發(fā)生器，用于生成與所述低壓電カ線上的載波通信信號頻率相同的高頻信號;所述分壓電阻，用于接收所述高頻信號，對所述高頻信號進(jìn)行消耗功率，將所述經(jīng)過功率消耗的高頻信號輸出為高頻輸出信號；所述高頻連接器，用于接收所述高頻輸出信號，依據(jù)所述高頻輸出信號將所述分壓電阻與所述低壓電カ線的高頻阻抗相串聯(lián)，并輸出當(dāng)前所述高頻阻抗的電壓信號；
所述分析器，用于依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則，對所述高頻信號及所述電壓信號進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，獲得所述低壓電カ線的高頻阻抗值。上述的系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括功率放大器，用于對所述信號發(fā)生器產(chǎn)生的高頻信號進(jìn)行放大處理，并將經(jīng)過放大處理的高頻信號發(fā)送至所述分壓電阻。上述的系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述分析器包括
采集模塊，用于分別采集經(jīng)過所述功率放大器放大的高頻信號及所述高頻連接器輸出的電壓信號；分析模塊，用于依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則，分別對所高頻信號及所述電壓信號進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，獲取所述低壓電カ線的高頻阻抗值。上述的系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述功率放大器包括調(diào)節(jié)模塊，用于對所述功率放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。上述的系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括阻抗匹配電阻，用干與所述信號發(fā)生器和所述功率放大器串聯(lián)的總內(nèi)阻相匹配。上述的系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述高頻信號為IOkHz 600kHz的正弦波。一種低壓電カ線高頻阻抗的測量方法，包括生成與所述低壓電カ線上的載波通信信號頻率相同的高頻信號；接收所述高頻信號，對所述高頻信號進(jìn)行消耗功率，將所述經(jīng)過功率消耗的高頻信號輸出為高頻輸出信號；接收所述高頻輸出信號，依據(jù)所述高頻輸出信號將所述分壓電阻與所述低壓電カ線的高頻阻抗相串聯(lián)，并輸出當(dāng)前所述低壓電カ線高頻阻抗的電壓信號；依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則，對所述高頻信號及所述電壓信號進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，獲得所述低壓電カ線的高頻阻抗值。上述的方法，優(yōu)選的，接收所述高頻信號前還包括對所述高頻信號進(jìn)行放大處理。本申請?zhí)峁┝艘环N低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)，包括信號發(fā)生器，用于生成與所述低壓電カ線上的載波通信信號頻率相同的高頻信號；分壓電阻，用于接收所述高頻信號，對所述高頻信號進(jìn)行消耗功率，將所述經(jīng)過功率消耗的高頻信號輸出為高頻輸出信號；高頻連接器，用于接收所述高頻輸出信號，依據(jù)所述高頻輸出信號將所述分壓電阻與所述低壓電カ線的高頻阻抗相串聯(lián)，并輸出當(dāng)前所述高頻阻抗的電壓信號；分析器，用于依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則，對所述高頻信號及所述電壓信號進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，獲得所述低壓電カ線的高頻阻抗值。采用本申請?zhí)峁┑囊环N低壓電カ線高頻阻抗的測量方法和測量系統(tǒng)，就能夠計算測量得到載波通信的低壓電カ線的高頻阻杭。在實際操作中，可以根據(jù)測量的低壓電カ線的高頻阻抗與載波發(fā)射設(shè)備阻抗匹配，發(fā)射設(shè)備就能夠?qū)⑿盘柲芰孔畲蠡陌l(fā)射出。


為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對實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申請的ー些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本申請ー種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)實施例I的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本申請ー種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)實施例I的一具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本申請ー種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)實施例I的另ー種結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本申請ー種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本申請ー種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本申請的ー種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)實施例3的典型應(yīng)用場景示意圖；圖7是本申請ー種低壓電カ線高頻阻抗的測量方法實施例I的流程圖；圖8是本申請ー種低壓電カ線高頻阻抗的測量方法實施例I的一具體步驟流程圖；圖9是本申請ー種低壓電カ線高頻阻抗的測量方法實施例2的流程圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖,對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。本申請?zhí)峁┑囊环N低壓電カ線高頻阻抗的測量方法和測量系統(tǒng)，應(yīng)用于電カ線載波通信領(lǐng)域，主要是用于測量低壓電カ線的高頻阻抗的測量，為低壓電カ線的高頻阻抗與低壓電カ線上的載波發(fā)射設(shè)備阻抗匹配提供依據(jù)。參見圖1，示出了本申請ー種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)實施例I的結(jié)構(gòu)示意圖，包括信號發(fā)生器101、分壓電阻102、高頻連接器103和分析器104 ；其中，所述信號發(fā)生器101，用于生成與所述低壓電カ線的載波通信信號頻率相同的高頻信號；載波通信時，低壓電カ線上傳輸?shù)男盘枮镮Ok 600kHz的高頻信號，所以為了模擬電カ線上的高頻信號，需要生成與所述低壓電カ線的高頻載波通信信號頻率相同的高頻信號，正弦波的頻率成分最為單一，任何復(fù)雜信號都可以視為正弦波的復(fù)合，所以信號發(fā)生器101產(chǎn)生的高頻信號為類似低壓電カ線的高頻載波通信信號的IOk 600kHz的正弦波。其中，所述分壓電阻102，用于接收所述高頻信號，對所述高頻信號進(jìn)行消耗功率，將所述經(jīng)過功率消耗的高頻信號輸出為高頻輸出信號；分壓電阻102的作用是分壓，在信號傳輸過程中就表現(xiàn)在對其接收到的高頻信號消耗功率，分壓電阻102接收信號發(fā)生器101輸出的高頻信號，消耗接收的高頻信號的功率，消耗的功率就是分壓電阻102與低壓電カ線高頻阻抗串聯(lián)分壓時分得的電壓相對應(yīng)的信號功率，將經(jīng)過功率消耗的高頻信號輸出為高頻輸出信號。分壓電阻102消耗的信號功率在分析器104的分析計算中對應(yīng)著分壓電阻102分得的電壓。其中，所述高頻連接器103，用于接收所述高頻輸出信號，依據(jù)所述高頻輸出信號將所述分壓電阻與所述低壓電カ線的高頻阻抗相串聯(lián)，并輸出當(dāng)前所述低壓電カ線高頻阻抗的電壓信號；高頻連接器103的作用就是建立測量系統(tǒng)與低壓電カ線之間的高頻通道，高頻通道只能通過高頻信號，過濾掉低壓電カ線上的低頻信號，將分壓電阻102與低壓電カ線的高頻阻抗串聯(lián)起來。建立高頻通道的過程可以為把高頻輸出信號和低壓電カ線上的電能信號耦合到一起的過程，將耦合得到的耦合高頻信號再解耦和得到解耦和電能信號及電壓信號。分壓電阻102與低壓電カ線的高頻阻抗串聯(lián)分壓，在分析器104的計算中，電壓信號的功率對應(yīng)著高頻阻抗分得的電壓。其中，所述分析器104，用于依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則，對所述高頻信號及所述電壓信號進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，獲得所述低壓電カ線的高頻阻抗值。參見圖2，所述分析器104包括采集模塊1041和分析模塊1042。其中，采集模塊1041分別采集信號發(fā)生器101發(fā)出的高頻信號和高頻連接器103的電壓信號，采集信號發(fā)生器101發(fā)出的高頻信號也就是所述分壓電阻102的輸入信號；分析模塊1042依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則，對所述高頻信號和電壓信號進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，獲取低壓電カ線的高頻阻抗值。分析模塊1042依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則中的頻域分析規(guī)則，分別對電壓信號和高頻信號進(jìn)行頻域分析，得到與其相對應(yīng)的所述低壓電カ線高頻阻抗的電壓及所述分壓電阻和所述低壓電カ線高頻阻抗串聯(lián)的總電壓，依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則中的計算規(guī)則對所述分壓電阻的阻值、所述總電壓和所述電壓進(jìn)行計算，得到所述低壓電カ線的高頻阻抗值。該計算規(guī)則包括分壓原理和歐姆定律。具體分析轉(zhuǎn)換步驟為分析模塊1042對所述高頻信號和電壓信號進(jìn)行頻域分析，采用傅里葉變換功能的頻域分析將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，高頻信號轉(zhuǎn)換為的高頻頻域信號可記為IVpaottI，電壓信號轉(zhuǎn)換為的電壓頻域信號記為IVkxI，可將IvpaottI視為分壓電阻102和低壓電カ線的高頻阻抗的串聯(lián)電阻的總電壓；將IvexI視為低壓電カ線的高頻阻抗的電壓。已知分壓電阻102的阻值，記為R，假設(shè)待測低壓電カ線的高頻阻抗值為|Z」，根據(jù)分壓原理和歐姆定律，計算低壓電カ線的高頻阻抗值?？蓪⒌蛪弘姤€的高頻阻抗和分壓電阻102視為串聯(lián)，那么二者通過的電流相
同，依據(jù)自身的阻抗大小進(jìn)行分壓，那么分壓電阻102的電流為
權(quán)利要求
1.一種低壓電カ線高頻阻抗的測量系統(tǒng)，其特征在于，包括 信號發(fā)生器、分壓電阻、高頻連接器和分析器； 其中 所述信號發(fā)生器，用于生成與所述低壓電カ線上的載波通信信號頻率相同的高頻信號; 所述分壓電阻，用于接收所述高頻信號，對所述高頻信號進(jìn)行消耗功率，將所述經(jīng)過功 率消耗的高頻信號輸出為高頻輸出信號； 所述高頻連接器，用于接收所述高頻輸出信號，依據(jù)所述高頻輸出信號將所述分壓電阻與所述低壓電カ線的高頻阻抗相串聯(lián)，并輸出當(dāng)前所述高頻阻抗的電壓信號； 所述分析器，用于依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則，對所述高頻信號及所述電壓信號進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，獲得所述低壓電カ線的高頻阻抗值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 功率放大器，用于對所述信號發(fā)生器產(chǎn)生的高頻信號進(jìn)行放大處理，并將經(jīng)過放大處理的高頻信號發(fā)送至所述分壓電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分析器包括 采集模塊，用于分別采集經(jīng)過所述功率放大器放大的高頻信號及所述高頻連接器輸出的電壓信號； 分析模塊，用于依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則，分別對所高頻信號及所述電壓信號進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，獲取所述低壓電カ線的高頻阻抗值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率放大器包括 調(diào)節(jié)模塊，用于對所述功率放大器的放大倍數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括 阻抗匹配電阻，用干與所述信號發(fā)生器和所述功率放大器串聯(lián)的總內(nèi)阻相匹配。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高頻信號為IOkHz 600kHz的正弦波。
7.—種低壓電カ線高頻阻抗的測量方法，其特征在于，包括 生成與所述低壓電カ線上的載波通信信號頻率相同的高頻信號； 接收所述高頻信號，對所述高頻信號進(jìn)行消耗功率，將所述經(jīng)過功率消耗的高頻信號輸出為高頻輸出信號； 接收所述高頻輸出信號，依據(jù)所述高頻輸出信號將所述分壓電阻與所述低壓電カ線的高頻阻抗相串聯(lián)，并輸出當(dāng)前所述低壓電カ線高頻阻抗的電壓信號； 依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則，對所述高頻信號及所述電壓信號進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，獲得所述低壓電カ線的高頻阻抗值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，接收所述高頻信號前還包括 對所述高頻信號進(jìn)行放大處理。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N低壓電力線高頻阻抗的測量系統(tǒng)，包括信號發(fā)生器，用于生成與低壓電力線上的載波通信信號頻率相同的高頻信號；分壓電阻，用于接收高頻信號，對高頻信號進(jìn)行消耗功率，將經(jīng)過功率消耗的高頻信號輸出為高頻輸出信號；高頻連接器，用于接收高頻輸出信號，依據(jù)高頻輸出信號將分壓電阻與低壓電力線的高頻阻抗相串聯(lián)，并輸出當(dāng)前低壓電力線高頻阻抗的電壓信號；分析器，用于依據(jù)預(yù)設(shè)的分析轉(zhuǎn)換規(guī)則，對高頻信號及電壓信號進(jìn)行分析轉(zhuǎn)換，獲得低壓電力線的高頻阻抗值。采用本申請?zhí)峁┑囊环N低壓電力線高頻阻抗的測量方法和測量系統(tǒng)，就能夠計算測量得到載波通信的低壓電力線的高頻阻抗。
文檔編號G01R27/02GK102621386SQ20121008235
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者侯行哲, 馮凌, 劉永相, 孫洪亮, 歐習(xí)洋, 羅知書, 鄭可 申請人:重慶市電力公司電力科學(xué)研究院