專利名稱：功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中與高壓線路保護(hù)配合的繼電保護(hù)領(lǐng)域，判斷高壓電力線為主的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法和裝置，還涉及電力系統(tǒng)中與高壓線路保護(hù)配合的繼電保護(hù)專用電力線載波的參數(shù)判斷方法及裝置-收發(fā)信機(jī)，尤其是電力線載波收發(fā)信機(jī)和線路保護(hù)構(gòu)成的高頻閉鎖式保護(hù)方法。

背景技術(shù)：
通常電力線載波收發(fā)信機(jī)和線路保護(hù)一起構(gòu)成高頻閉鎖式保護(hù)需要通過以高壓電力線為主的通道來傳送高頻閉鎖信號(hào)，因此通道是否正常對(duì)高頻閉鎖式保護(hù)是十分重要的。為了保證通道正常，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員需要每天做通道交換試驗(yàn)來檢測(cè)通道的好壞。通常運(yùn)行人員判斷通道交換試驗(yàn)的好壞主要是通過觀察收發(fā)信機(jī)功率表頭的搖擺，并且看收發(fā)信機(jī)的3dB告警燈是否亮，或者還有的需要看保護(hù)裝置變位情況等等。這些方法存在很多的不便，首先運(yùn)行人員需要觀察多個(gè)量后才能判斷通道是否正常，其次人為判斷容易引起漏判和誤判的現(xiàn)象。
通道功率電平是收發(fā)信機(jī)另外一個(gè)很重要的指標(biāo)，運(yùn)行人員往往一方面需要知道通道功率電平來判斷通道的好壞，另一方面需要知道通道功率電平來知道收發(fā)信機(jī)發(fā)信電平和起動(dòng)電平，并且通道功率電平值還是收發(fā)信機(jī)“收信”輸出和“3dB告警”輸出產(chǎn)生的依據(jù)，因此如果能夠提供具有功率實(shí)時(shí)測(cè)量功能的收發(fā)信機(jī)，則大大方便了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行和維護(hù)人員。
所述高頻閉鎖信號(hào)實(shí)質(zhì)為單一頻率的正弦波信號(hào)，對(duì)于發(fā)信端收發(fā)信機(jī)而言發(fā)出正確頻率的正弦波信號(hào)是至關(guān)重要的，如果收發(fā)信機(jī)功率放大器放大的信號(hào)頻率和線路濾波器的頻率不一致，則會(huì)有信號(hào)發(fā)不出來的情況，或者發(fā)信端收發(fā)信機(jī)發(fā)出的頻率和收信端收發(fā)信機(jī)的頻率不一致則會(huì)造成收信端收發(fā)信機(jī)沒有辦法收到信號(hào)的情況。目前國(guó)內(nèi)的收發(fā)信機(jī)產(chǎn)生頻率的方法通常有兩種，一種是使用基于鎖相環(huán)的頻率合成方式，另外一種是基于數(shù)字頻率直接合成(DDS)的方式，但如果裝置運(yùn)行過程中出現(xiàn)頻率合成有問題的情況(如正弦波頻率因?yàn)槠骷匣劝l(fā)生改變或者因?yàn)樾酒瑩p壞根本沒有正弦信號(hào)生成)，收發(fā)信機(jī)沒有提供相應(yīng)措施來進(jìn)行判斷，這時(shí)如果發(fā)生區(qū)外輸電線路故障則會(huì)造成保護(hù)裝置誤動(dòng)的情況。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量通道功率的方法，為了使收發(fā)信機(jī)對(duì)產(chǎn)生或者接收的頻率能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，本發(fā)明還提供了能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量所產(chǎn)生信號(hào)頻率的一種方法，防止特定情況下產(chǎn)生錯(cuò)誤的發(fā)信頻率。本發(fā)明克服現(xiàn)行人工判斷通道交換試驗(yàn)帶來的不足，提供一種功率智能判斷通道交換試驗(yàn)的方法，這種方法不需要運(yùn)行人員參與通道交換試驗(yàn)的判斷，只需要等待收發(fā)信機(jī)在液晶上給出通道交換試驗(yàn)的結(jié)果，如果通道交換試驗(yàn)失敗則還顯示出失敗的原因。
本發(fā)明所采用的功率測(cè)量技術(shù)方案是一種功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法。進(jìn)行通道功率測(cè)量首先將被測(cè)量的正弦信號(hào)衰減后和本地載頻進(jìn)行混頻得到差頻頻率為0.5-10M區(qū)間內(nèi)的某個(gè)整數(shù)頻率信號(hào)；如1MHz的正弦信號(hào)，然后采用中心頻率為整數(shù)頻率信號(hào)(如1MHz)窄帶濾波器濾除其它頻率成分并提取出測(cè)量所需要的1MHz信號(hào)，再對(duì)1MHz頻率正弦信號(hào)進(jìn)行精密整流和峰值提取后得到直流電平，根據(jù)正弦信號(hào)功率和整流得到直流電平值的關(guān)系，就通過采樣直流電平來測(cè)量出正弦信號(hào)的功率。
再由發(fā)信機(jī)端進(jìn)行頻率測(cè)量，將頻率為X(KHz)的正弦波經(jīng)過一個(gè)比較器整形后得到一個(gè)頻率為X(KHz)的方波信號(hào)，而后經(jīng)過一個(gè)分頻系數(shù)為Z的分頻器，對(duì)同頻率的方波進(jìn)行分頻產(chǎn)生低頻率的方波，就可以得到頻率為Y(KHz)的方波信號(hào)；再對(duì)低頻率的方波周期進(jìn)行精確時(shí)間測(cè)量，通過測(cè)量低頻率方波周期得到的時(shí)間和分頻器分頻的倍數(shù)還原正弦波頻率；在測(cè)量低頻率方波周期過程中，設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，此計(jì)數(shù)器在方波的上升沿清零并開始計(jì)數(shù)，當(dāng)下一個(gè)方波的上升沿到來時(shí)計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)值保存到另一個(gè)寄存器后再次清零并進(jìn)行下一輪的計(jì)數(shù)；設(shè)計(jì)數(shù)器每加1所用的時(shí)間為K，寄存器保存下來的計(jì)數(shù)值為M，則得到 (1) 又知X＝Y(jié)*Z(2) 由(1)和(2)有 這樣就得到了所需要測(cè)量的頻率X。
所述的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法，是用收發(fā)信機(jī)的微處理器定時(shí)對(duì)收發(fā)信機(jī)開關(guān)量“收信”和“發(fā)信”進(jìn)行采樣，通過這兩個(gè)開關(guān)量和收發(fā)信機(jī)通道交換試驗(yàn)的邏輯進(jìn)行對(duì)比，再對(duì)照通道試驗(yàn)過程中有無通道3dB跌落告警產(chǎn)生，判斷通道交換試驗(yàn)的成敗。
所述方法的步驟包括 1)微處理器通過對(duì)開入量“發(fā)信”進(jìn)行判斷，如果“發(fā)信”為1的時(shí)間為200±10毫秒，則認(rèn)為通道交換試驗(yàn)開始； 2)當(dāng)微處理器認(rèn)為通道交換試驗(yàn)開始后，對(duì)開入“發(fā)信”和開出“收信”進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，如果“收信”滿足連續(xù)15.2±0.2秒為1，并且“發(fā)信”量在“收信”為1的最后10±0.1秒時(shí)間內(nèi)也為1，則判斷通道交換試驗(yàn)邏輯完成； 3)當(dāng)步驟2)完成后，微處理器查看在“收信”為1的時(shí)間內(nèi)，如果沒有通道3dB跌落告警，則最終判定整個(gè)通道交換試驗(yàn)成功；如果步驟2)中判斷通道交換試驗(yàn)邏輯沒有完成或有通道3dB跌落告警中任意一個(gè)不滿足，則判定通道交換試驗(yàn)失敗。
4)當(dāng)通道交換試驗(yàn)開始，并且整個(gè)通道交換試驗(yàn)的判斷過程完成后，微處理器會(huì)輸出判斷的結(jié)果以及由“通道電平”、“發(fā)信”和“收信”組成的錄波波形，如果通道交換試驗(yàn)失敗則還輸出具體失敗的原因。
通道功率測(cè)量采用的技術(shù)方案是首先將被測(cè)量的正弦信號(hào)衰減成小信號(hào)后和本地載頻進(jìn)行混頻得到頻率為1MHz的正弦信號(hào)，然后采用中心頻率為1MHz窄帶濾波器濾除其它頻率成分并提取出測(cè)量所需要的1MHz信號(hào)，再對(duì)1MHz頻率正弦信號(hào)進(jìn)行精密整流和峰值提取后得到直流電平，根據(jù)正弦信號(hào)功率和整流得到直流電平值的關(guān)系，就可以通過采樣直流電平來測(cè)量出正弦信號(hào)的功率。
本發(fā)明有益效果是使收發(fā)信機(jī)能夠?qū)νǖ拦β屎皖l率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和檢測(cè)，收發(fā)信機(jī)能夠在運(yùn)行過程中頻率出錯(cuò)的情況下及時(shí)恢復(fù)設(shè)定的頻率，如果無法恢復(fù)可以產(chǎn)生告警通知運(yùn)行人員，避免了由于頻率錯(cuò)誤可能導(dǎo)致的嚴(yán)重后果，大大提高了收發(fā)信機(jī)的可靠性；通道功率估計(jì)功能可以方便地測(cè)量收發(fā)信機(jī)的發(fā)信電平、起動(dòng)電平和收信電平，使工作人員直接以數(shù)字化方式得到通道口的功率電平，而不需要再借助于專門測(cè)量?jī)x器，大大簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員和維護(hù)人員的工作流程。
本發(fā)明判斷通道交換試驗(yàn)的成敗，用微機(jī)智能判斷的方法可以簡(jiǎn)化運(yùn)行人員工作。



圖1頻率測(cè)量實(shí)現(xiàn)原理圖。
圖2為比較器在噪聲作用下發(fā)生翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象示意圖。
圖3為帶滯回特性的比較器，A點(diǎn)為下降沿產(chǎn)生的比較電平值，B點(diǎn)為上升沿產(chǎn)生的比較電平值。
圖4是頻率測(cè)量過程中由計(jì)數(shù)器測(cè)量方波信號(hào)周期時(shí)帶來誤差示意圖。
圖5是頻率測(cè)量的一種具體實(shí)現(xiàn)方案。
圖6為功率測(cè)量實(shí)現(xiàn)原理圖。
圖7為精密整流效果圖。
圖8為峰值提取效果圖。
圖9為混頻過程中隨著輸入信號(hào)幅值變化，輸出信號(hào)幅值并不一定隨著輸入信號(hào)呈線形變化而產(chǎn)生的非線形情況。
圖10為收發(fā)信機(jī)通道交換試驗(yàn)發(fā)信和收信開關(guān)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序圖 圖11為本發(fā)明判斷通道交換試驗(yàn)開始的示意圖 圖12為本發(fā)明判斷通道交換試驗(yàn)邏輯是否完成的示意圖 圖13是本發(fā)明3dB電平跌落告警的判斷時(shí)間區(qū)域 圖14是本發(fā)明通道交換試驗(yàn)判斷后顯示界面示意圖 圖中A，B為輸電線路兩側(cè)的收發(fā)信機(jī)，A為通道交換試驗(yàn)的發(fā)起端，時(shí)間單位為毫秒或者秒。
圖15是電路圖
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
通道交換試驗(yàn)采用微處理器智能判斷的方法，對(duì)頻率測(cè)量的誤差的修正方法上面的測(cè)量是在不考慮誤差理想情況下進(jìn)行的。分析一下誤差引入的可能性，首先實(shí)際過程中需要被測(cè)量頻率的正弦波并不一定波形很好，如果采用一般比較回路稍微有噪聲就會(huì)造成頻繁翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，使整形出來的方波和原來正弦波頻率完全不一致，參見圖2所示，可以看到在綠色橫線處由于正弦波波形對(duì)于零點(diǎn)發(fā)生了翻轉(zhuǎn)造成整形出來的波形也發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，于是正弦波和整形出來的方波頻率完全不一致，測(cè)量出來的頻率大大偏離了真實(shí)值。
為了解決這個(gè)問題可以采用滯回比較方法，這種方法使比較器產(chǎn)生上升沿和下降沿的比較電壓不一樣，兩個(gè)比較電壓的差值稱為滯回窗口，參見圖3所示，比較器下降沿在A點(diǎn)處產(chǎn)生，上升沿在B點(diǎn)處產(chǎn)生，滯回窗口為|A-B|，在滯回窗口的作用下比較器抗擾動(dòng)能力大大增強(qiáng)，使頻率測(cè)量精度有很大提高。
另外一方面在頻率測(cè)量過程中引入誤差的是方波周期測(cè)量過程。計(jì)數(shù)器是根據(jù)一定的頻率來計(jì)數(shù)的，所以用計(jì)數(shù)器進(jìn)行周期測(cè)量時(shí)會(huì)有一個(gè)最小分辨率。參見圖4設(shè)計(jì)數(shù)器每加1所用的時(shí)間為T，被測(cè)量的方波實(shí)際周期為t3-t1，由計(jì)數(shù)器測(cè)量得到的方波周期tm為 tm＝t2-t1＝{2+4-(n+1)}*T＝3T(4) 可以看到引入的誤差為Δt＝t3-t2(5) 從圖4中可以看出由計(jì)數(shù)器引起的誤差Δt最大值趨向于T，而不會(huì)大于等于T，不考慮其它誤差可以得到正弦波測(cè)量出來的頻率fm為 取Δt為極限情況T，則有 式(7)說明如果計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的間隔時(shí)間只要足夠小，即T→0，則測(cè)量出來的頻率fm可以無限趨近于被測(cè)正弦波真實(shí)頻率。圖5為實(shí)現(xiàn)頻率測(cè)量時(shí)所采用的具體電路方案，其中分頻器用FPGA來實(shí)現(xiàn)，而周期測(cè)量使用帶捕獲功能的DSP來實(shí)現(xiàn)。
功率測(cè)量方法在中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 524-2002中規(guī)定，收發(fā)信機(jī)的不平衡輸入/輸出阻抗為75Ω，所以可以通過測(cè)量電壓的方式完成功率測(cè)量。由于收發(fā)信機(jī)一般發(fā)送和接收的功率比較大(一般大于等于10W)，所以對(duì)通道上的信號(hào)不能直接進(jìn)行處理，必須將其衰減為小信號(hào)后再進(jìn)行處理。圖6中的衰減器就是實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能，頻率為X(KHz)(DL/T 524-2002中規(guī)定X不大于400)的正弦信號(hào)衰減后和頻率為(1000-X)(KHz)的正弦信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生頻率為1MHz的正弦信號(hào)，通過中心頻率為1MHz的窄帶濾波器，濾除其它不需要頻率分量，再將1MHz的正弦信號(hào)通過精密整流電路和峰值提取電路轉(zhuǎn)化為直流電壓，最后經(jīng)A/D采樣后送往DSP進(jìn)行處理，整個(gè)流程見圖6所示。
之所以混頻產(chǎn)生1MHz的信號(hào)，是因?yàn)檫@樣做可以使用一個(gè)固定中心頻率的窄帶濾波器完成所有的濾波要求，當(dāng)所測(cè)量的正弦波信號(hào)頻率發(fā)生改變時(shí)，需要做的工作只是將本地混頻信號(hào)頻率相應(yīng)改變，這是非常容易做到的，而窄帶濾波器無需做任何變動(dòng)，大大降低了對(duì)濾波器的要求。正弦信號(hào)通過精密整流電路整流為頻率為原來2倍的信號(hào)，然后再提取整流后信號(hào)的峰值，可以使峰值的提取更為容易一些。通過對(duì)功率估計(jì)回路加入已知信號(hào)的方法測(cè)得補(bǔ)償曲線，對(duì)直流電平進(jìn)行補(bǔ)償，可以提高通道功率估計(jì)的準(zhǔn)確性。
理論推導(dǎo)為設(shè)通道信號(hào)為Asin2πfXt，本地混頻信號(hào)為Bsin2πfYt，其中fX+FY＝1MHz，兩信號(hào)混頻后有 當(dāng)通過中心頻率為1MHz的窄帶濾波器后(8)式變?yōu)? 從(9)式可以知道混頻后1MHz波形峰值設(shè)測(cè)量得到的峰值為VMP，又因?yàn)锽為已知值，因此有 上面推導(dǎo)說明如果知道混頻后1MHz正弦信號(hào)的峰值，就很容易將通道上信號(hào)功率測(cè)量出來。
提取1MHz正弦信號(hào)峰值通過兩個(gè)步驟完成，首先將1MHz正弦信號(hào)通過精密整流電路整流為2MHz頻率的信號(hào)，如圖7所示。然后再提取2MHz信號(hào)的峰值，這樣做可以使峰值的提取更為容易一些，如圖8所示。
在實(shí)際實(shí)現(xiàn)過程中，因?yàn)榛祛l器的線性范圍有限，如圖9，虛線為理想混頻器輸入輸出特性曲線，而實(shí)線為真實(shí)混頻器的特性曲線，所以必須要做一定的處理才能將原信號(hào)復(fù)原。首先通過對(duì)功率測(cè)量回路加入已知信號(hào)的方法測(cè)得補(bǔ)償曲線，然后如圖6中所示經(jīng)過采樣后的直流電平通過測(cè)得的補(bǔ)償曲線在DSP中進(jìn)行補(bǔ)償，之后就可以通過式(10)得到所測(cè)量信號(hào)的峰值，進(jìn)而得到測(cè)量信號(hào)的功率。
在本發(fā)明中，對(duì)通道交換試驗(yàn)判據(jù)采用了微處理器智能判斷的方法來完成。圖10為收發(fā)信機(jī)完成通道交換試驗(yàn)的發(fā)信和收信開關(guān)量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序圖，其中A，B為輸電線路兩側(cè)的收發(fā)信機(jī)，陰影部分是A，B兩臺(tái)收發(fā)信機(jī)共同發(fā)信的時(shí)段，在這個(gè)時(shí)序圖中A為通道交換試驗(yàn)的發(fā)起端。由標(biāo)準(zhǔn)時(shí)序圖，本發(fā)明提出智能判斷通道交換試驗(yàn)結(jié)果的方法有三個(gè)步驟。1)微處理器通過對(duì)開入量“發(fā)信”進(jìn)行判斷，如果“發(fā)信”為1的時(shí)間為200±10毫秒(正負(fù)10毫秒是因?yàn)榭紤]到各個(gè)廠家由于計(jì)時(shí)不精確而引起的誤差，后同)，則認(rèn)為收發(fā)信機(jī)通道交換試驗(yàn)開始；如圖11所示。2)當(dāng)微處理器認(rèn)為通道交換試驗(yàn)開始后，對(duì)開入“發(fā)信”和開出“收信”進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，如果“收信”滿足連續(xù)15.2±0.2秒為1，并且“發(fā)信”量在“收信”為1的最后10±0.1秒時(shí)間內(nèi)也為1，則判斷通道交換試驗(yàn)邏輯完成；如圖12。3)當(dāng)條件2滿足后，微處理器查看在“收信”為1的時(shí)間內(nèi)，有沒有通道3dB跌落告警，如果沒有則最終判定整個(gè)通道交換試驗(yàn)成功。如圖13所示。只要條件2和3中任意一個(gè)不滿足，則通道交換試驗(yàn)就會(huì)被判定失敗。當(dāng)條件1滿足，并且整個(gè)通道交換試驗(yàn)的判斷過程完成后，微處理器會(huì)在和其連接的液晶屏上顯示判斷的結(jié)果以及由“通道電平”、“發(fā)信”和“收信”組成的錄波波形，如果通道交換試驗(yàn)判定失敗則還顯示出具體失敗的原因，如圖14所示。
參考附圖圖10中，t1＝200ms；t2＝5.2s；t3＝10s；t4＝10s；t5＝15.2s 圖12中，t1＝200ms；如果t5＝14.80s，則通道交換試驗(yàn)失?。籺5＝15.10s，t3＝9.7s，則通道交換試驗(yàn)失?。蝗绻鹴5＝15.10s，t3＝9.93s，則通道交換試驗(yàn)成功。圖13中，t1、t3、t5均滿足步驟2)中的要求時(shí)，并且在時(shí)間t5內(nèi)，沒有通道3dB跌落告警，則通道交換試驗(yàn)成功。
如圖15所示收發(fā)信機(jī)在通道試驗(yàn)過程中，通道上頻率為X(KHz)，X≤400的信號(hào)衰減后和頻率為(1000-X)(KHz)的信號(hào)混頻然后經(jīng)過中心頻率為1MHz的窄帶濾波器得到1MHz的信號(hào)，1MHz的信號(hào)通過精密整流和峰值提取后得到直流電平并被采樣，采樣數(shù)據(jù)送往DSP進(jìn)行通道信號(hào)功率估計(jì)，DSP用估計(jì)出來的通道功率和用戶設(shè)定的通道功率值進(jìn)行比較，如果估計(jì)出來的通道功率比用戶設(shè)定的通道功率值小3dB以上，則3dB跌落告警(3dBWarning)開關(guān)量為1，否則為0。峰值提取后的直流電平同時(shí)還有一路送往比較器，和設(shè)定好的裝置起動(dòng)電平比較，當(dāng)直流信號(hào)大于裝置起動(dòng)電平收信輸出開關(guān)量RCV為1，否則為0。開入發(fā)信信號(hào)經(jīng)過隔離后(TX)和RCV及3dBWarning一樣送往FPGA，在FPGA中進(jìn)行防抖動(dòng)處理，并形成FPGA中寄存器相應(yīng)位的值。
在整個(gè)通道試驗(yàn)過程中，DSP通過定時(shí)讀取FPGA來監(jiān)測(cè)TX、RCV和3dBWarning的值，并根據(jù)監(jiān)測(cè)到的值判斷出整個(gè)通道試驗(yàn)是否正常，將判斷后的結(jié)果和波形通過LCD人機(jī)接口顯示給用戶，而整個(gè)過程不需要用戶參與，做到了智能的效果。
置于通道發(fā)信機(jī)或收信機(jī)的信號(hào)處理單元，衰減器、混頻器、窄帶濾波器、整流電路和峰值提取電路、A/D和微處理器或CPU構(gòu)成，裝置起動(dòng)電平發(fā)生器，另設(shè)有現(xiàn)場(chǎng)可編程控制器FPGA或CPLD，比較器，以下述方式連接，通道信號(hào)按序接衰減器、混頻器、窄帶濾波器、整流電路和峰值提取電路(電路構(gòu)成、A/D轉(zhuǎn)換電路型號(hào)、DSP微處理器或CPU型號(hào)見圖15)，所述峰值提取電路的輸出和裝置起動(dòng)電平分別接比較器輸入端，比較器(運(yùn)放)輸出端連接現(xiàn)場(chǎng)可編程控制器FPGA或CPLD，F(xiàn)PGA或CPLD的數(shù)據(jù)端口和控制端口連接微處理器或CPU的相應(yīng)端接口連接；微處理器或CPU的輸出端口連接顯示器；發(fā)信機(jī)或收信機(jī)的信號(hào)輸入或輸出端通過一隔離器連接FPGA或CPLD型號(hào)的數(shù)據(jù)輸入端。
權(quán)利要求
1.一種功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法，其特征是進(jìn)行通道功率測(cè)量首先將被測(cè)量的正弦信號(hào)衰減后和本地載頻進(jìn)行混頻得到差頻頻率為0.5-10M區(qū)間內(nèi)的某個(gè)整數(shù)頻率信號(hào)；如1MHz的正弦信號(hào)，然后采用中心頻率為整數(shù)頻率信號(hào)(如1MHz)窄帶濾波器濾除其它頻率成分并提取出測(cè)量所需要的1MHz信號(hào)，再對(duì)1MHz頻率正弦信號(hào)進(jìn)行精密整流和峰值提取后得到直流電平，根據(jù)正弦信號(hào)功率和整流得到直流電平值的關(guān)系，就通過采樣直流電平來測(cè)量出正弦信號(hào)的功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法，其特征是再發(fā)信機(jī)端進(jìn)行頻率測(cè)量，將頻率為X(KHz)的正弦波經(jīng)過一個(gè)比較器整形后得到一個(gè)頻率為X(KHz)的方波信號(hào)，而后經(jīng)過一個(gè)分頻系數(shù)為Z的分頻器，對(duì)同頻率的方波進(jìn)行分頻產(chǎn)生低頻率的方波，就可以得到頻率為Y(KHz)的方波信號(hào)；再對(duì)低頻率的方波周期進(jìn)行精確時(shí)間測(cè)量，通過測(cè)量低頻率方波周期得到的時(shí)間和分頻器分頻的倍數(shù)還原正弦波頻率；在測(cè)量過程中，設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，此計(jì)數(shù)器在方波的上升沿清零并開始計(jì)數(shù)，當(dāng)下一個(gè)方波的上升沿到來時(shí)計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)值保存到另一個(gè)寄存器后再次清零并進(jìn)行下一輪的計(jì)數(shù)；設(shè)計(jì)數(shù)器每加1所用的時(shí)間為K，寄存器保存下來的計(jì)數(shù)值為M，則得到
又知
X＝Y(jié)*Z(2)
由(1)和(2)有
這樣就得到了所需要測(cè)量的頻率X。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法，其特征是把收發(fā)信機(jī)的微處理器定時(shí)對(duì)收發(fā)信機(jī)開關(guān)量“收信”和“發(fā)信”進(jìn)行采樣，通過這兩個(gè)開關(guān)量和收發(fā)信機(jī)通道交換試驗(yàn)的邏輯進(jìn)行對(duì)比，再對(duì)照通道試驗(yàn)過程中有無通道3dB跌落告警產(chǎn)生，判斷通道交換試驗(yàn)的成敗。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法，其特征是所述方法的步驟包括
1)微處理器通過對(duì)開入量“發(fā)信”進(jìn)行判斷，如果“發(fā)信”為1的時(shí)間為200±10毫秒，則認(rèn)為通道交換試驗(yàn)開始；
2)當(dāng)微處理器認(rèn)為通道交換試驗(yàn)開始后，對(duì)開入“發(fā)信”和開出“收信”進(jìn)行連續(xù)監(jiān)視，如果“收信”滿足連續(xù)15.2±0.2秒為1，并且“發(fā)信”量在“收信”為1的最后10±0.1秒時(shí)間內(nèi)也為1，則判斷通道交換試驗(yàn)邏輯完成；
3)當(dāng)步驟2)完成后，微處理器查看在“收信”為1的時(shí)間內(nèi)，沒有通道3dB跌落告警，則最終判定整個(gè)通道交換試驗(yàn)成功；如果步驟2)中判斷通道交換試驗(yàn)邏輯沒有完成或有通道3dB跌落告警中任意一個(gè)不滿足，則判定通道交換試驗(yàn)失敗。
4)當(dāng)通道交換試驗(yàn)開始，并且整個(gè)通道交換試驗(yàn)的判斷過程完成后，微處理器會(huì)輸出判斷的結(jié)果以及由“通道電平”、“發(fā)信”和“收信”組成的錄波波形，如果通道交換試驗(yàn)失敗則還輸出具體失敗的原因，
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法，其特征是頻率測(cè)量中對(duì)誤差的修正方法采用滯回比較方法，比較器產(chǎn)生上升沿和下降沿的比較電壓不一樣，兩個(gè)比較電壓的差值稱為滯回窗口如果比較器下降沿在A點(diǎn)處產(chǎn)生，上升沿在B點(diǎn)處產(chǎn)生，滯回窗口為|A-B|，在滯回窗口的作用下增強(qiáng)比較器抗擾動(dòng)能力。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法，其特征是計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的間隔時(shí)間只要足夠小，即T→0，則測(cè)量出來的頻率fm可以無限趨近于被測(cè)正弦波真實(shí)頻率；其中分頻器用FPGA來實(shí)現(xiàn)，而周期測(cè)量使用帶捕獲功能的DSP來實(shí)現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法，其特征是功率測(cè)量方法是采用頻率為X(KHz)的正弦信號(hào)衰減后和頻率為(1000-X)(KHz)的正弦信號(hào)進(jìn)行混頻，產(chǎn)生頻率為1MHz的正弦信號(hào)，通過中心頻率為1MHz的窄帶濾波器，濾除其它不需要頻率分量，再將1MHz的正弦信號(hào)通過精密整流電路和峰值提取電路轉(zhuǎn)化為直流電壓，最后經(jīng)A/D采樣后送往DSP進(jìn)行處理；其中提取1MHz正弦信號(hào)峰值通過兩個(gè)步驟完成，首先將1MHz正弦信號(hào)通過精密整流電路整流為2MHz頻率的信號(hào)，再提取2MHz信號(hào)的峰值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法，其特征是經(jīng)處理將原信號(hào)復(fù)原。首先通過對(duì)功率測(cè)量回路加入已知信號(hào)的方法測(cè)得補(bǔ)償曲線，然后經(jīng)過采樣后的直流電平通過測(cè)得的補(bǔ)償曲線在DSP中進(jìn)行補(bǔ)償，之后就可以通過式(10)得到所測(cè)量信號(hào)的峰值，進(jìn)而得到測(cè)量信號(hào)的功率。
全文摘要
功率測(cè)量的通道交換試驗(yàn)智能判斷方法，先進(jìn)行通道功率測(cè)量首先將被測(cè)量的正弦信號(hào)衰減后和本地載頻進(jìn)行混頻得到差頻頻率為0.5-10M區(qū)間內(nèi)的某個(gè)整數(shù)頻率信號(hào)；如1MHz的正弦信號(hào)，然后采用中心頻率為整數(shù)頻率信號(hào)(如1MHz)窄帶濾波器濾除其它頻率成分并提取出測(cè)量所需要的1MHz信號(hào)，再對(duì)1MHz頻率正弦信號(hào)進(jìn)行精密整流和峰值提取后得到直流電平，根據(jù)正弦信號(hào)功率和整流得到直流電平值的關(guān)系，就通過采樣直流電平來測(cè)量出正弦信號(hào)的功率。再在發(fā)信機(jī)端進(jìn)行頻率測(cè)量。
文檔編號(hào)H02J13/00GK101150261SQ200710025358
公開日2008年3月26日 申請(qǐng)日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月25日
發(fā)明者朱繼紅, 馮亞東, 戚朝銀 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司