本發(fā)明屬于電磁兼容測試領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)及電網(wǎng)干擾信號測試裝置。

背景技術(shù)：

CS101測試項目是GJB151A/152A（或GJB151B-2013）中檢驗裝備能否承受電源線傳導干擾的一項測試內(nèi)容,其主要原理是在濾波網(wǎng)絡(luò)與被測設(shè)備之間串接一耦合變壓器，變壓器初級接功率放大器，變壓器次級接電網(wǎng)；信號源經(jīng)功率放大器放大后的信號通過變壓器耦合到電網(wǎng)中；在電網(wǎng)需監(jiān)測的兩相上并聯(lián)示波器監(jiān)測探頭，通過示波器讀取電網(wǎng)上注入的干擾信號來確定施加的干擾信號是否滿足標準要求；CS101項目的試驗配置如附圖1所示。

目前，國內(nèi)各試驗室尚不能完全按照標準規(guī)定的試驗方法進行試驗,其主要原因是：電源的工頻電壓信號與測試信號通過電源線共同注入到受試設(shè)備，工頻信號混疊在測試信號中，由于工頻電壓幅度（220V或380V）遠大于測試信號的幅度，使得示波器無法讀取施加信號，不能有效監(jiān)測測試信號。

目前進行測試時，常采用替代測試方案，如附圖2所示。但使用替代方法有幾個缺點：

1、監(jiān)測的電壓不是從電網(wǎng)中讀取，不能反應EUT加載后，施加的干擾量值；

2、監(jiān)測信號是由變壓器線圈變比得到的弱信號，無法用示波器進行讀取。

因此，替代方法無法保證在試驗室環(huán)境中對EUT承受耦合到其輸入電源線上的信號（正弦波）的能力進行考核，將給設(shè)備在平臺的正常使用帶來隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問題是，針對現(xiàn)有CS101測試項目存在無法有效監(jiān)測測試信號的不足，提供一種可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)及電網(wǎng)干擾信號測試裝置，用于低頻傳導干擾項目，通過將監(jiān)測信號中疊加的50Hz工頻信號抵消，使施加的干擾信號能被監(jiān)測到。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)，設(shè)置于電網(wǎng)中需監(jiān)測的兩相上，至少包括電網(wǎng)信號取樣模塊、反相模塊、測量取樣模塊和抵消模塊；

所述電網(wǎng)信號取樣模塊主要用于獲取電網(wǎng)中電網(wǎng)火線的工頻電壓信號；

所述測量取樣模塊主要用于獲取隔離變壓器注入到電網(wǎng)火線后的干擾信號；

所述反相模塊用于將測量取樣模塊獲得的那一路電網(wǎng)火線的干擾信號進行相位反相，得到反相基準信號；

所述抵消模塊用于將反相模塊輸出的那一路反相基準信號與電網(wǎng)信號取樣模塊獲取的工頻電壓信號進行抵消并將抵消后的時域信號接至示波器（示波器通過監(jiān)測該時域信號并進行傅立葉變換，得到相應頻率的幅度，從而獲知施加的干擾信號）。

按上述方案，所述抵消模塊的電路結(jié)構(gòu)包括兩路結(jié)構(gòu)，第一路由第一電阻R1與第二電阻R2串聯(lián)連接，且第一電阻R1與第二電阻R2之間節(jié)點連接第三電容C3后接至N線；第二路由第一電容C1與第二電容C2串聯(lián)連接，且第一電容C1與第二電容C2之間節(jié)點連接可變電阻R3后接至N線。

按上述方案，還包括溫控電路，所示溫控電路包括在電路發(fā)熱部位以及空間中設(shè)置的溫控探頭和報警器，當溫控探頭檢測的溫度達到某個限定值時，報警器發(fā)出報警信號，當溫度過高（超過允許最大溫度）時，溫控電路自動切斷可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)（電網(wǎng)電路）。

本發(fā)明還提供了一種電網(wǎng)干擾信號測試裝置，包括上述可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)，還包括被測設(shè)備EUT、濾波網(wǎng)絡(luò)LISN、耦合變壓器、功率放大器、信號源、隔離變壓器和示波器，信號源經(jīng)功率放大器放大后的信號通過耦合變壓器耦合到電網(wǎng)中，耦合變壓器串接在被測設(shè)備與濾波網(wǎng)絡(luò)LISN之間，可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)在電網(wǎng)需要監(jiān)測的兩相上，且可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)經(jīng)示波器與隔離變壓器連接。

本發(fā)明的工作原理：傳統(tǒng)濾波器無法實現(xiàn)陡峭濾波特性，尤其在低頻頻段（Hz頻段），本發(fā)明采用基于陷波（等幅反相）原理的電網(wǎng)工頻信號對消方案，結(jié)合陷波網(wǎng)絡(luò)的阻抗適配技術(shù)，以設(shè)計高精度移相的陷波網(wǎng)絡(luò)，通過陷波方法實現(xiàn)了Hz頻段無法用常規(guī)濾波器實現(xiàn)的濾波性能（常規(guī)濾波器的過渡帶往往在MHz級別）。而高效抑制電網(wǎng)工頻信號是測試裝置研制的關(guān)鍵，基于高精度移相原理的陷波網(wǎng)絡(luò)可大幅度對消工頻信號，對消電路為本發(fā)明電網(wǎng)干擾信號測試裝置的關(guān)鍵技術(shù)。本發(fā)明利用隔離變壓器隔離電網(wǎng)，可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)的取樣信號來自于隔離變壓器后端，從而可以提取較純凈的工頻信號作為反相基準信號。針對在強信號中對弱信號進行采樣的難點，采用對消方法，通過抵消模塊將采樣回路中電網(wǎng)工頻電壓抵消，然后將采集的時域信號進行傅立葉變換，得到相應頻率的幅度；同時可變電阻R3作為負載調(diào)節(jié)模塊，加載不同的阻性容性負載，在抵消模塊電路中通過可變電阻R3進行微調(diào)，實現(xiàn)精確移相。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)通過陷波方法實現(xiàn)了Hz頻段無法用常規(guī)濾波器實現(xiàn)的濾波性能，抵消監(jiān)測信號中疊加的50Hz工頻信號，既抵消不想要的工頻信號，又不損害有用信號，以便能按照GJB152A-97及GJB151B-2013標準要求的方法進行CS101試驗；

2、通過抵消模塊中的負載調(diào)節(jié)模塊根據(jù)不同的負載阻抗特性調(diào)節(jié)以進行匹配；

3、解決了現(xiàn)有低頻傳導干擾項目無法按標準方法進行試驗的難題。

附圖說明

圖1為GJB152A中CS101項目的試驗配置圖；

圖2為GJB152A中CS101項目的替代試驗配置圖；

圖3為本發(fā)明可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)的原理框圖；

圖4為本發(fā)明可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)的抵消模塊的電路示意圖；

圖5為加入本發(fā)明可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)后的電網(wǎng)干擾信號測試裝置及信號流程圖；

圖6為本發(fā)明理想陷波網(wǎng)絡(luò)抵消效果示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

傳統(tǒng)濾波器無法實現(xiàn)陡峭濾波特性，尤其在低頻頻段（Hz頻段），本發(fā)明采用基于陷波（等幅反相）原理的電網(wǎng)工頻信號對消方案，結(jié)合陷波網(wǎng)絡(luò)的阻抗適配技術(shù)，以設(shè)計高精度移相的陷波網(wǎng)絡(luò)，通過陷波方法實現(xiàn)了Hz頻段無法用常規(guī)濾波器實現(xiàn)的濾波性能（常規(guī)濾波器的過渡帶往往在MHz級別）。

本發(fā)明可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)的原理框圖見圖3所示，可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)設(shè)置于電網(wǎng)中需監(jiān)測的兩相上，至少包括電網(wǎng)信號取樣模塊、反相模塊、測量取樣模塊和抵消模塊，

電網(wǎng)信號取樣模塊主要用于獲取電網(wǎng)中電網(wǎng)火線（L相）的工頻電壓信號（作為需抵消信號）；

測量取樣模塊主要用于獲取隔離變壓器注入到電網(wǎng)火線（L相）后的干擾信號；

反相模塊用于將測量取樣模塊獲得的那一路電網(wǎng)火線（L相）的干擾信號進行相位反相，得到反相基準信號（以便于后續(xù)抵消）；

抵消模塊用于將反相模塊輸出的那一路反相基準信號與電網(wǎng)信號取樣模塊獲取的工頻電壓信號進行抵消并將抵消后的時域信號接至示波器（示波器通過監(jiān)測該時域信號并進行傅立葉變換，得到相應頻率的幅度，從而獲知施加的干擾信號）。

如圖4所示，抵消模塊的電路結(jié)構(gòu)包括兩路結(jié)構(gòu)，第一路由第一電阻R1與第二電阻R2串聯(lián)連接，且第一電阻R1與第二電阻R2之間節(jié)點連接第三電容C3后接至N線；第二路由第一電容C1與第二電容C2串聯(lián)連接，且第一電容C1與第二電容C2之間節(jié)點連接可變電阻R3后接至N線；可變電阻R3作為負載調(diào)節(jié)模塊，加載不同的阻性容性負載，在抵消模塊電路中通過可變電阻R3進行微調(diào)，實現(xiàn)精確移相，如圖6所示。

還包括溫控電路，所示溫控電路包括在電路發(fā)熱部位以及空間中設(shè)置的溫控探頭和報警器，當溫控探頭檢測的溫度達到某個限定值時，報警器發(fā)出報警信號，當溫度過高（超過允許最大溫度）時，溫控電路自動切斷可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)（電網(wǎng)電路）。

本發(fā)明利用隔離變壓器隔離電網(wǎng)，可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)的取樣信號來自于隔離變壓器后端，從而可以提取較純凈的工頻信號作為反相基準信號。針對在強信號中對弱信號進行采樣的難點，采用對消方法，通過抵消模塊將采樣回路中電網(wǎng)工頻電壓抵消，然后將采集的時域信號進行傅立葉變換，得到相應頻率的幅度。

如圖5所示，本發(fā)明電網(wǎng)干擾信號測試裝置，包括上述可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)以及被測設(shè)備EUT、濾波網(wǎng)絡(luò)LISN、耦合變壓器、功率放大器、信號源、隔離變壓器和示波器，信號源經(jīng)功率放大器放大后的信號通過耦合變壓器耦合到電網(wǎng)中，耦合變壓器串接在被測設(shè)備與濾波網(wǎng)絡(luò)LISN之間，可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)在電網(wǎng)需要監(jiān)測的兩相上，且可調(diào)工頻陷波網(wǎng)絡(luò)經(jīng)示波器與隔離變壓器連接。測試模塊同時對示波器與信號源作一些補償和調(diào)節(jié)。

為確保抵消效果，采用純凈電源作為抵消參考信號；通過抵消模塊的可變電阻R3加載不同的負載，設(shè)計電路合理的參數(shù)；測試實際電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的插入損耗，若有用信號有損耗，則在測試模塊中補償相應系數(shù)；針對無源抵消方案功率消耗而產(chǎn)生的大量熱量，設(shè)計并預留高轉(zhuǎn)速風扇；在電路發(fā)熱部位以及空間中設(shè)置溫控探頭，當溫度達到限定值時，報警器發(fā)出報警，當溫度過高時，自動切斷電路。

應理解，上述實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。