專利名稱：基于rtds的信號處理裝置及測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力系統(tǒng)，具體地，涉及一種基于RTDS的信號處理裝置及測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在發(fā)電機勵磁參數(shù)試驗測試系統(tǒng)(例如RTDS, Real Time Digital Simulator,全稱為實時數(shù)字仿真儀)的研究中，如何采用合適的信號隔離手段保護價格昂貴的測試系統(tǒng)得到了廣泛的關(guān)注。目前，采用的是線性光電耦合模塊來實現(xiàn)外部模擬輸入信號和RTDS輸入通道的隔離。線性光電耦合模塊采用配對的發(fā)光二極管，通過反饋電路實現(xiàn)光強度和輸入電壓成正比，輸入回路和輸出回路沒有直接的電聯(lián)系，通過光強度實現(xiàn)信號從輸入回路耦合至輸出回路。但是，采用線性光電耦合技術(shù)時，整個信號回路絕大部分仍是電氣信號，容易引入干擾，且輸入和輸出回路距離太近(小于I毫米)，絕緣強度不超過3Kv，這就導(dǎo) 致了模擬輸入模塊的損壞，進而增加了測試系統(tǒng)的運行維護成本并且大大降低了其使用效率。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例的主要目的在于提供一種基于RTDS的信號處理裝置及測試系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的測試系統(tǒng)由于信號干擾而導(dǎo)致的模擬輸入模塊損壞、進而增加測試系統(tǒng)運行維護成本的問題。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例提供一種基于RTDS的信號處理裝置，所述裝置包括模擬濾波電路，與待測設(shè)備輸出端連接，用于對所述待測設(shè)備輸出的暫態(tài)信號進行模數(shù)濾波處理；信號處理電路，分別與所述的模擬濾波電路和所述待測設(shè)備輸出端連接，用于處理模擬濾波器的輸出信號，并對所述待測設(shè)備的輸出信號進行數(shù)字積分處理并輸出。具體地，所述的模擬濾波電路包括運算放大器、第一電容器、第二電容器、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，所述運算放大器的同相端與第二電阻器相連，所述第一電阻器連接在所述待測設(shè)備的輸出端和所述運算放大器的反相端，所述第三電阻和第四電阻串聯(lián)后連接在所述運算放大器的反相端和輸出端之間，所述第一電容器連接在所述運算放大器的反相端和輸出端之間，所述第二電容器連接在所述第三電阻和第四電阻的連接點和地之間。上述的信號處理電路包括第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，與所述的模擬濾波電路連接，用于將所述模擬濾波電路的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；數(shù)字積分器，與所述待測設(shè)備輸出端連接，用于將所述待測設(shè)備的輸出信號進行數(shù)字積分處理；接口電路，與所述的數(shù)字積分器連接，用于將所述數(shù)字積分器的輸出信號和所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號發(fā)送至光脈沖轉(zhuǎn)換電路。其中，數(shù)字積分器具體包括第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、累加器、第一高通濾波器和第二高通濾波器，其中，所述第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器分別與所述待測設(shè)備輸出端和所述第一高通濾波器連接，所述的累加器分別與所述第一高通濾波器和第二高通濾波器連接，所述的第二高通濾波器與所述接口電路連接。 本實用新型實施例還提供一種基于RTDS的測試系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括上述的信號處理裝置。借助于上述技術(shù)方案至少之一，通過模擬濾波電路和信號處理電路對待測設(shè)備輸出的信號進行處理，可以有效的實現(xiàn)模擬信號的抗干擾傳輸，保護測試系統(tǒng)中的模擬輸入模塊，從而可以降低測試系統(tǒng)的運行維護成本。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)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實用新型的一些實施例，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是根據(jù)本實用新型實施例的基于RTDS的信號處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是根據(jù)本實用新型實施例的模擬濾波電路I的電路圖；圖3是根據(jù)本實用新型實施例的信號處理電路2的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是根據(jù)本實用新型實施例的數(shù)字積分器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(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，都屬于本實用新型保護的范圍。由于現(xiàn)有技術(shù)中的測試系統(tǒng)無法有效的實現(xiàn)干擾信號的隔離，導(dǎo)致了測試系統(tǒng)中模擬輸入模塊容易被損壞，進而導(dǎo)致了測試系統(tǒng)維護成本的增加。基于此，本實用新型實施例提供一種基于RTDS的信號處理裝置及測試系統(tǒng)。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明。本實用新型實施例提供一種基于RTDS的信號處理裝置，如圖I所示，該裝置包括模擬濾波電路1，與待測設(shè)備輸出端連接，用于對待測設(shè)備輸出的暫態(tài)信號進行模數(shù)濾波處理；信號處理電路2，分別與模擬濾波電路和待測設(shè)備輸出端連接，用于處理模擬濾波器的輸出信號，并對待測設(shè)備的輸出信號進行數(shù)字積分處理并輸出。由以上描述可知，通過模擬濾波電路和信號處理電路對待測設(shè)備輸出的信號進行處理，可以有效的實現(xiàn)模擬信號的抗干擾傳輸，進而保護測試系統(tǒng)中模擬輸入模塊，相比于現(xiàn)有技術(shù)，由于本實用新型實施例可以有效保護模擬輸入模塊從而可以降低測試系統(tǒng)的運行維護成本。具體地，如圖2所示，模擬濾波電路I包括運算放大器U21、第一電容器C21、第二電容器C22、第一電阻R21、第二電阻R22、第三電阻R23和第四電阻R24，運算放大器U21的同相端與第二電阻R22相連，第一電阻R21連接在待測設(shè)備的輸出端和運算放大器U21的反相端，第三電阻R23和第四電阻R24串聯(lián)后連接在運算放大器U21的反相端和輸出端之間，第一電容器C21連接在運算放大器U21的反相端和輸出端之間，第二電容器C22連接在第三電阻R23和第四電阻R24的連接點和地之間。在實際操作中，運算放大器U21可以采用Analog Device公司的AD820AR ;第一電阻R21的阻值為IOk Q，第二電阻R22阻值為8k Q，第三電阻R23和第四電阻R24的阻值為25讓0，上述電阻的溫度系數(shù)均小于15父10-6/1。第一電容器C21的容值為IOOnF,第二電容器C22的容值為0. Olii F。如圖3所示，上述信號處理電路2包括第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC1，與模擬濾波電路連接，用于將模擬濾波電路的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；數(shù)字積分器，與待測設(shè)備輸出端連接，用于將待測設(shè)備的輸出信號進行數(shù)字積分處理；接口電路U31，與數(shù)字積分器連接，用于將數(shù)字積分器的輸出信號和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號發(fā)送至光脈沖轉(zhuǎn)換電路。該輸出可以通過光纖輸出。優(yōu)選地，上述ADCl可以采用TI公司的ADS8365，U31采用的是美國Altera公司的EP1C12Q240I7。具體地，如圖4所示，上述數(shù)字積分器包括第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC2、累加器AR、第一高通濾波器HPFl和第二高通濾波器HPF2，其中，第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器ADC2分別與待測設(shè)備輸出端和第一高通濾波器HPFl連接，累加器AR分別與第一高通濾波器HPFl和第二高通濾波器HPF2連接，第二高通濾波器HPF2與接口電路連接。優(yōu)選地，ADC2采用TI公司的ADS8365，HPFl、HPF2和AR可以由軟件實現(xiàn)，HPFl、HPF2和AR的硬件平臺可以采用TI公司TMS320F28335實現(xiàn)。本實用新型實施例還提供一種基于RTDS的測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上述的信號處理裝置，將該信號處理裝置設(shè)置在RTDS信號隔離裝置中，可以抗干擾信號，保護RTDS輸入回路。由以上描述可知，本實用新型實施例可以實現(xiàn)模擬信號遠距離、無干擾、隔離的傳輸，可用于分布式測量，保護昂貴的數(shù)字仿真系統(tǒng)。綜上所述，本實用新型實施例主要用于保護RTDS的輸入隔離，與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型實施例具有如下優(yōu)點I、具有很好的暫態(tài)特性，在強干擾環(huán)境中能對測試系統(tǒng)起到很好的保護作用；2、具有很好的溫度穩(wěn)定性和抗振動特性，在_40°C +80°C的溫度變化范圍內(nèi)，數(shù)字化測量系統(tǒng)因溫度變化引起的測量誤差小于±0. 05% ;外部振動對測量裝置的準(zhǔn)確度不會造成任何影響。以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用 新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于RTDS的信號處理裝置，其特征在于，所述的裝置包括 模擬濾波電路，與待測設(shè)備輸出端連接，用于對所述待測設(shè)備輸出的暫態(tài)信號進行模數(shù)濾波處理； 信號處理電路，分別與所述的模擬濾波電路和所述待測設(shè)備輸出端連接，用于處理模擬濾波器的輸出信號，并對所述待測設(shè)備的輸出信號進行數(shù)字積分處理并輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述的模擬濾波電路包括 運算放大器、第一電容器、第二電容器、第一電阻、第二電阻、第三電阻和第四電阻，其中， 所述運算放大器的同相端與第二電阻器相連，所述第一電阻器連接在所述待測設(shè)備的輸出端和所述運算放大器的反相端，所述第三電阻和第四電阻串聯(lián)后連接在所述運算放大器的反相端和輸出端之間，所述第一電容器連接在所述運算放大器的反相端和輸出端之間，所述第二電容器連接在所述第三電阻和第四電阻的連接點和地之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述的信號處理電路包括 第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，與所述的模擬濾波電路連接，用于將所述模擬濾波電路的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 數(shù)字積分器，與所述待測設(shè)備輸出端連接，用于將所述待測設(shè)備的輸出信號進行數(shù)字積分處理； 接口電路，與所述的數(shù)字積分器連接，用于將所述數(shù)字積分器的輸出信號和所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號發(fā)送至光脈沖轉(zhuǎn)換電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述的數(shù)字積分器包括 第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、累加器、第一高通濾波器和第二高通濾波器，其中， 所述第二模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器分別與所述待測設(shè)備輸出端和所述第一高通濾波器連接，所述的累加器分別與所述第一高通濾波器和第二高通濾波器連接，所述的第二高通濾波器與所述接口電路連接。
5.一種基于RTDS的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括如權(quán)利要求I至4中任一項所述的信號處理裝置。
專利摘要本實用新型提供一種基于RTDS的信號處理裝置及測試系統(tǒng)，其中，該信號處理裝置包括模擬濾波電路，與待測設(shè)備輸出端連接，用于對待測設(shè)備輸出的暫態(tài)信號進行模數(shù)濾波處理；信號處理電路，分別與模擬濾波電路和待測設(shè)備輸出端連接，用于處理模擬濾波器的輸出信號，并對待測設(shè)備的輸出信號進行數(shù)字積分處理并輸出。通過本實用新型，可以有效的實現(xiàn)模擬信號的抗干擾傳輸，保護測試系統(tǒng)中的模擬輸入模塊，從而可以降低測試系統(tǒng)的運行維護成本。
文檔編號G01R31/00GK202494730SQ20122000070
公開日2012年10月17日 申請日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者吳濤, 姚謙, 王鵬, 蘇為民, 賈文雙 申請人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司