明所述的高精度電壓前端功放模塊可將高精度DA轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)化出來的電壓信號進(jìn)行電壓電壓轉(zhuǎn)化，同時進(jìn)行平滑濾波，其電壓轉(zhuǎn)換精度高，穩(wěn)定度高。
[0064]本發(fā)明所述的核心控制處理模塊可將IEC61850協(xié)議解析模塊送過來的模擬采樣信號進(jìn)行電壓電流的模擬波形擬合處理，其中包括波形插值、電流電壓信號同步等數(shù)字處理過程。之后將處理完的電流電壓信號送到DA模塊進(jìn)行數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換。
[0065]本發(fā)明所述的工控機用于控制設(shè)備各種參數(shù)，同時可實時顯示電流電壓信號各參數(shù)及波形。
[0066]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著的效果:
[0067]本發(fā)明利用完善的模擬量溯源體系作為基礎(chǔ)，將數(shù)字功率源輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為同步的模擬信號，之后進(jìn)行模擬溯源。這種做法可以令數(shù)字化電能計量量值的傳遞更嚴(yán)謹(jǐn)，本發(fā)明建立起的數(shù)字功率源的量值溯源，填補了目前數(shù)字功率源溯源儀器的空白。
[0068]實施例二
[0069]本實施還提供了一種數(shù)字功率源溯源的系統(tǒng)，如圖7所示，該系統(tǒng)可以包括:
[0070]數(shù)字功率源72，用于發(fā)送數(shù)字信號。
[0071]數(shù)字量模擬波形擬合器74，用于將數(shù)字信號進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，生成電流模擬信號以及電壓模擬信號。
[0072]具體地，結(jié)合圖2，本方案可以采用數(shù)字量模擬波形擬合器來對數(shù)字功率源發(fā)送的數(shù)字信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，可選地，上述數(shù)字信號可以為符合IEC61850協(xié)議的SV報文，上述SV報文可以包含電壓、電流、時標(biāo)等信息。數(shù)字量模擬波形擬合器在接收SV報文之后將其轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的電流電壓模擬信號。
[0073]標(biāo)準(zhǔn)電能表76，用于對電流模擬信號以及電壓模擬信號進(jìn)行電能檢定，生成溯源結(jié)果。
[0074]具體地，結(jié)合圖2，在本方案中，上述標(biāo)準(zhǔn)電能表可以為標(biāo)準(zhǔn)電能表C0M3000，上述標(biāo)準(zhǔn)電能表C0M3000在接收到電流模擬信號以及電壓模擬信號之后，可以對電流模擬信號以及電壓模擬信號進(jìn)行虛負(fù)荷檢定以及誤差分析，以實現(xiàn)數(shù)字量標(biāo)準(zhǔn)源的溯源過程。
[0075]本實施例通過采用數(shù)字量模擬波形擬合器將數(shù)字功率源的數(shù)字信號分別轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流模擬信號以及電壓模擬信號，之后將電流電壓信號通過虛負(fù)荷檢定的方法接到模擬的標(biāo)準(zhǔn)電能表進(jìn)行檢定，實現(xiàn)數(shù)字化電能計量量值的溯源。解決了現(xiàn)有技術(shù)對數(shù)字功率源的溯源精準(zhǔn)度較低的問題。本實施例利用完善的模擬量溯源體系作為基礎(chǔ)，將數(shù)字功率源輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為同步的模擬信號，之后進(jìn)行模擬溯源。該做法可以令數(shù)字化電能計量量值的傳遞更嚴(yán)謹(jǐn)。
[0076]可選地，上述數(shù)字量模擬波形擬合器74可以包括:
[0077]網(wǎng)絡(luò)通信模塊，用于接收數(shù)字信號。
[0078]具體地，上述網(wǎng)絡(luò)通信模塊可以采用以太網(wǎng)物理層芯片RTL8201，同時采用光電轉(zhuǎn)換模塊AFBR5803完成光的以太網(wǎng)的物理連接，網(wǎng)絡(luò)通信模塊的接口可以為IEC61850協(xié)議的數(shù)字通信提供物理通信鏈路。
[0079]協(xié)議解析模塊，用于解析數(shù)字信號并將解析后的數(shù)字信號進(jìn)行發(fā)送。
[0080]具體地，在本方案中，上述協(xié)議解析模塊可以為IEC61850協(xié)議解析模塊。
[0081]處理模塊，用于將解析后的數(shù)字信號進(jìn)行處理，生成波形數(shù)據(jù)。
[0082]具體地，在本方案中，上述處理模塊可以為核心控制處理模塊。
[0083]DA轉(zhuǎn)換模塊，用于轉(zhuǎn)換波形數(shù)據(jù)并將轉(zhuǎn)換后的波形數(shù)據(jù)發(fā)送至電壓前端功放模塊以及電流前端功放模塊。
[0084]電壓前端功放模塊，用于根據(jù)轉(zhuǎn)換后的波形數(shù)據(jù)生成電壓模擬信號。
[0085]電流前端功放模塊，用于根據(jù)轉(zhuǎn)換后的波形數(shù)據(jù)生成電流模擬信號。
[0086]具體地，在本方案中，數(shù)字量模擬波形擬合器可以將數(shù)字量標(biāo)準(zhǔn)源產(chǎn)生的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，之后利用標(biāo)準(zhǔn)電能表進(jìn)行電能檢定，從而實現(xiàn)數(shù)字量標(biāo)準(zhǔn)源的溯源過程。其中，結(jié)合圖3，數(shù)字量模擬波形擬合器可以包括:實時IEC61850協(xié)議解析模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、高精度DA轉(zhuǎn)換模塊、高精度電流前端功放模塊、高精度電壓前端功放模塊、核心控制處理模塊以及工控機七大模塊。網(wǎng)絡(luò)通訊模塊接收外部的IEC61850報文后送到實時IEC61850協(xié)議解析模塊進(jìn)行解析，實時IEC61850協(xié)議解析模塊將解析完的數(shù)據(jù)送至核心控制處理模塊，核心控制處理器模塊將處理完的數(shù)據(jù)送至高精度DA轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換，同時提供同步信號，另一方面核心控制處理器模塊與工控機相連，由工控機提供人機交互功能。高精度DA轉(zhuǎn)換模塊將收到的數(shù)據(jù)配合同步信號轉(zhuǎn)換為多路模擬信號分別送到高精度電流前端功放模塊和高精度電壓前端功放模塊，由高精度電流前端功放模塊和高精度電壓前端功放模塊輸出轉(zhuǎn)換之后的三相電流電壓信號即上述電壓模擬信號以及電流模擬信號。
[0087]可選地，上述工控機可以采用思泰基的LX-80 IA工控機，使用800*600的電阻觸摸屏，負(fù)責(zé)工作過程中的人機交互部分，其可實時顯示工作狀態(tài)、丟幀狀況、信號數(shù)據(jù)以及波形等信息。
[0088]可選地，上述DA轉(zhuǎn)換模塊可以為6路同步的DA轉(zhuǎn)換器組成，DA轉(zhuǎn)換器采用ADI公司的AD5545的16bit高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器。同時為了進(jìn)一步提高電路精度，該DA轉(zhuǎn)換模塊采用“雙DA”的方式進(jìn)行設(shè)計?！半pDA”的設(shè)計框圖如圖4所示，圖中ref為DAl提供高穩(wěn)定度的參考電壓，之后DAl的輸出通過跟隨電路為DA2提供參考電壓。這種做法可以令該模塊的DA轉(zhuǎn)換器的等效轉(zhuǎn)換精度達(dá)到32位，同時，該模塊可以通過校準(zhǔn)達(dá)到很高的精度，校準(zhǔn)時可以通過控制DAl對DA2的參考電壓進(jìn)行控制校準(zhǔn)。
[0089]可選地，上述電流前端功放模塊可以為高精度的電流前端功放模塊，電流前端功放模塊的示意圖如圖5所示，第一 DA轉(zhuǎn)換器為數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，第一 MOS管對管為典型的推挽結(jié)構(gòu)，第一 DA轉(zhuǎn)換器的正輸出端與Rl相連，第一 DA轉(zhuǎn)換器的負(fù)輸出端與R3相連，Rl與運放的正輸入端以及R2相連，R3與R4、Cl以及運放的負(fù)輸入端相連，第一 MOS對管一端與運放的輸出相連，一端與R2及R5相連，R5與R4及Cl相連。其中V/I電路采用的是差分電路，當(dāng)Rl、R2、R3、R4完全相等，R5電阻上的電壓即為輸入電壓大小，電壓除以電阻得電流，完成V/I變換。由電路結(jié)構(gòu)可知，影響電流輸出精度的主要因素有:功率放大器的性能、R1、R2、R3、R4四個橋臂電阻的匹配程度、電阻R5的精度和穩(wěn)定度。選取美國家半導(dǎo)體推出的功率放大驅(qū)動芯片LME49830，LME49830具有低噪聲、極高的電源抑制比、極低的失真度和功率帶寬大，具有56MA的驅(qū)動電流，最大16V的驅(qū)動電壓，幾乎可以驅(qū)動所有M0S。LME49830集成電路可支持IKW的輸出功率，IkHz頻率典型總諧波失真加噪聲僅7ppm。R1、R2、R3、R4為均采用精度為萬分之一的精密電阻，減小橋臂電阻不匹配帶來的影響。R5采用進(jìn)口 vishay精密鉑電阻，典型溫漂為10PPM。另外，此處通過并聯(lián)多路來加大電流輸出。
[0090]可選地，上述電壓前端功放模塊可以為高精度的電壓前端功放模塊，電壓前端功放模塊的示意圖如圖6所示，第二 DA轉(zhuǎn)換器為數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，第二 MOS管對管為典型的MOS管推挽結(jié)構(gòu)，第二 DA轉(zhuǎn)換器的正輸出端與R6相連，R6的另一端與運放的正輸入端相連，第二 DA轉(zhuǎn)換器的負(fù)輸出端與R7相連，R7與R8、C2以及運放的負(fù)輸入端相連，第二 MOS對管一端與運放的輸出相連，另一端與R8、C2相連。該電路為典型的正相放大電路，后端MOS管對管用于功率放大。其中R6和R8相等，R8的阻值為5倍R7的阻值。該電路電壓可達(dá)50V，此處通過電源隔離技術(shù)，將多塊該模塊的電壓進(jìn)行疊加，得到更高的電壓。
[0091]可選地，上述數(shù)字信號可以為符合第一電力數(shù)據(jù)通信協(xié)議的報文，其中，上述協(xié)議解析模塊可以包括:
[0092]FPGA芯片，用于對符合第一電力數(shù)據(jù)通信協(xié)議的報文進(jìn)行解析。
[0093]具體地，在本方案中，上述符合第一電力數(shù)據(jù)通信協(xié)議的報文可以為IEC61850報文。上述IEC61850協(xié)議解析模塊可以采用ACTEL公司的FPGA芯片A3P250作為協(xié)議解析的處理核心，F(xiàn)PGA根據(jù)DSP發(fā)送的秒脈沖，完成FPGA本身時基的校準(zhǔn)，