特高頻局放主動(dòng)噪聲跟蹤抑制測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種局部放電特高頻信號(hào)的采集系統(tǒng)，尤其是特高頻局放主動(dòng)噪聲跟蹤抑制測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的局部放電特高頻信號(hào)采集有兩種方式，1:以荷蘭KEMA實(shí)驗(yàn)室為代表的采用的是特高頻窄帶監(jiān)測，雖然可以有效地避開特高頻段無線電和移動(dòng)信號(hào)干擾，但測量帶寬較窄，放電信息損失嚴(yán)重，并且因?yàn)橹皇潜O(jiān)測局放信號(hào)很窄的一部分，在噪聲小的場合不如寬帶監(jiān)測靈敏度高。2:Strathclyde大學(xué)采用的是特高頻寬帶監(jiān)測，采集整個(gè)特高頻段的放電信號(hào)，雖然信息量豐富并且可用于現(xiàn)場，但對(duì)于隨機(jī)出現(xiàn)的特高頻段無線電和移動(dòng)信號(hào)干擾無法去除，很容易引起信號(hào)的失真。特別是在背景噪聲大的場合，局放信號(hào)會(huì)被淹沒在噪聲信號(hào)中，壓根無法檢測。
[0003]寬帶、窄帶監(jiān)測兩種監(jiān)測方法均有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，也就是監(jiān)測靈敏度和抗干擾能力的矛盾。寬帶監(jiān)測方式靈敏度高，但是抗干擾能力弱；窄帶監(jiān)測可靈活避開各種干擾，但是監(jiān)測靈敏度低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提供特尚頻局放主動(dòng)噪聲跟蹤抑制測量系統(tǒng)，以達(dá)到可靠，精準(zhǔn)的米集局部放電特尚頻信號(hào)的目的。為此，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案。
[0005]特高頻局放主動(dòng)噪聲跟蹤抑制測量系統(tǒng)，其特征在于:包括探頭、輸入端與探頭輸出端相連的射頻功分器、輸入端與射頻功分器輸出端相連的檢波電路及混頻電路、輸入端與檢波電路及混頻電路輸出端相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連的處理器、與處理器相連的輸入及輸出裝置；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)有雙路AD采樣芯片以對(duì)檢波電路及混頻電路的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。一塊板卡上同時(shí)設(shè)計(jì)兩種模擬前端，將寬帶檢波監(jiān)測和窄帶混頻監(jiān)測相結(jié)合。采用本振和混頻器主動(dòng)跟蹤干擾信號(hào)，并將其抑制，而不是被動(dòng)的過濾，解決靈敏度和抗干擾能力之間的矛盾。
[0006]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本實(shí)用新型還包括以下附加技術(shù)特征。
[0007]所述的檢波電路設(shè)有檢波器，所述的混頻電路設(shè)有低通濾波器，經(jīng)射頻功分器功分的信號(hào)和板載本振混頻，得到與本振頻率相加減的頻域信號(hào)，再經(jīng)過可編程的低通濾波器，得到與本振頻率相減的頻域信號(hào)，從將處于高頻段的局放特高頻信號(hào)搬移到中頻。
[0008]所述的處理器包括FPGA芯片，所述的FPGA芯片設(shè)有數(shù)據(jù)讀取模塊、噪聲信號(hào)頻率跟蹤模塊、寬帶信號(hào)噪聲抑制模塊。
[0009]輸入及輸出裝置包括ARM單片機(jī)；所述的處理器通過FSMC總線與ARM單片機(jī)通訊以將用戶的配置寫到FPGA中，從FPGA讀出經(jīng)處理的局放特高頻信號(hào)信息。
[0010]有益效果:本技術(shù)方案采用本振和混頻器主動(dòng)跟蹤干擾信號(hào)，并將其抑制；在有噪聲時(shí)，能對(duì)包含寬帶信息的AD數(shù)據(jù)進(jìn)行了抑制，在無噪聲時(shí)，有獲取全部的頻段信息。解決了監(jiān)測靈敏度和抗干擾性的矛盾。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖。
[0012]圖2是處理器工作流程圖。
[0013]圖3是ARM單片機(jī)工作流程圖。
[0014]圖4是本實(shí)用新型干擾信號(hào)去除原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型包括探頭、輸入端與探頭輸出端相連的射頻功分器、輸入端與射頻功分器輸出端相連的檢波電路及混頻電路、輸入端與檢波電路及混頻電路輸出端相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連的處理器、與處理器相連的輸入及輸出裝置；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)有雙路AD采樣芯片以對(duì)檢波電路及混頻電路的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。其中，所述的檢波電路設(shè)有檢波器，所述的混頻電路設(shè)有低通濾波器，經(jīng)射頻功分器功分的信號(hào)和板載本振混頻，得到與本振頻率相加減的頻域信號(hào)，再經(jīng)過可編程的低通濾波器，得到與本振頻率相減的頻域信號(hào)，從將處于高頻段的局放特高頻信號(hào)搬移到中頻；所述的處理器包括FPGA芯片，所述的FPGA芯片設(shè)有數(shù)據(jù)讀取模塊、噪聲信號(hào)頻率跟蹤模塊、寬帶信號(hào)噪聲抑制模塊。輸入及輸出裝置包括ARM單片機(jī)；所述的處理器通過FSMC總線與ARM單片機(jī)通訊以將用戶的配置寫到FPGA中，從FPGA讀出經(jīng)處理的局放特高頻信號(hào)信息。
[0017]如圖2所示，特高頻局放主動(dòng)噪聲跟蹤抑制測量系統(tǒng)的工作方法包括以下步驟:
[0018]I)射頻功分器將輸入的局放特高頻信號(hào)一分為二，得到兩份完全相同的特高頻信號(hào);
[0019]2)兩份完全相同的特高頻信號(hào)中，一份進(jìn)入到檢波電路，得到全頻帶的局放特高頻信號(hào)的信息；另一份進(jìn)入混頻電路，和板載本振混頻，得到與本振頻率相加減的頻域信號(hào)，再經(jīng)過可編程的低通濾波器，得到與本振頻率相減的頻域信號(hào)，以將處于高頻段的局放特高頻信號(hào)搬移到中頻；
[0020]3)經(jīng)檢波電路及混頻電路的信息通過同一 AD采樣芯片，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，雙通道AD芯片在同一時(shí)刻鎖存兩路模擬信號(hào)；
[0021]4)處理器對(duì)AD采樣芯片輸出的信息進(jìn)行處理，處理器同步處理AD轉(zhuǎn)換芯片輸出的兩路數(shù)字信號(hào)，其中一路為經(jīng)檢波電路處理的寬帶信息，寬帶信息為包含局放特高頻信號(hào)300M?3GHz全頻帶信息，另一路為經(jīng)混頻電路處理的窄帶信息，窄帶信息為包含局放特高頻信號(hào)的設(shè)定頻帶的子帶信息，窄帶信息頻帶的中心頻率能在全頻帶信息范圍內(nèi)任意移動(dòng)，帶寬配置范圍為IM?100M ;先用窄帶監(jiān)測模式監(jiān)測，移動(dòng)窄帶信息頻帶的中心頻率，逐次遞加本振頻率，對(duì)全頻帶信息進(jìn)行掃頻，當(dāng)監(jiān)測到的信號(hào)帶寬小于300M時(shí)，則判斷該信號(hào)為干擾信號(hào)；處理器根據(jù)用戶配置的噪聲抑制比，對(duì)包含寬帶信息的AD數(shù)據(jù)進(jìn)行衰減，在有噪聲時(shí)，對(duì)包含寬帶信息的AD數(shù)據(jù)進(jìn)行了抑制，在無噪聲時(shí)，獲取全部的頻段信息；
[0022]5)經(jīng)輸入及輸出裝置輸出經(jīng)過噪聲抑制的寬帶信息。
[0023]在處理器進(jìn)行處理時(shí)先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取步驟、噪聲信號(hào)頻率跟蹤步驟及寬帶信號(hào)噪聲抑制步驟，處理器在讀取寬帶、