一种感应尖峰信号发生装置及系统的制作方法

本发明涉及实验仪器技术领域，尤其是涉及一种感应尖峰信号发生装置及系统。

背景技术：

国外在航空机载设备的电磁兼容性能方面已经开展多年的研究，并成立了相应的机构，其中的rtca公司是为公众利益推进航空技术和航空电子系统发展而成立的一个非赢利机构。该机构为联邦咨询委员会服务，并为现代航空面临的问题制定一致的解决方案。在2004年、2007年、2010年，rcta公司依次制定了航空机载设备emc测试的规范，即do160e、f、g。do160标准规定了机载设备的一系列最低标准环境测试条件分类和适用的测试程序，该测试的目的是提供一种精确的方法，以确定代表机载设备在实际环境条件下的设备性能特征，并且在do160标准的第19章“对互连线缆的感应尖峰”章节中规定了对航空机载设备进行感应尖峰的试验要求，该试验用于确定机载设备是否能承受其互连电缆在安装环境中耦合的尖峰信号的干扰能力。其中，在do160标准第19章的测试中，需要对互联线缆通过耦合的方式注入瞬变的尖峰电压，该尖峰电压需要达到一定的峰值、总持续时间以及重复周期，因此需要有满足do160标准的第19章“对互连线缆的感应尖峰”要求的感应尖峰信号发生器来产生感应尖峰信号，以满足试验要求。

现有技术中，do160标准第19章中规定的感应电压尖峰信号需要由特殊的信号发生器产生，但是目前国外仅有一家厂商(emcpartner)具有满足do160标准要求的感应尖峰信号发生器成品设备，而国内也仅有一家厂商(3ctest)具有类似设备，本申请的发明人在对现有技术的研究和实践过程中发现，现有的感应尖峰信号发生器主要通采用“真空继电器”产生尖峰信号，但是存在如下问题：

1、现有方案产生的感应电压尖峰幅值不稳定；

2、现有方案技术不成熟，由于继电器的机械通断频率上限无法达到10hz，“真空继电器”产生的尖峰群频率不能满足标准要求上限。

技术实现要素：

本发明提供了一种感应尖峰信号发生装置及系统，能够满足do160标准的要求，还能提高感应电压尖峰幅值的稳定性和实现尖峰群频率的调节。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种感应尖峰信号发生装置，包括供电电源、电弧放电机构以及感应尖峰信号输出端口；

所述电弧放电机构包括用于通过电弧放电产生感应尖峰信号的放电齿轮、电极以及用于调节电弧放电频率的齿轮转动控制模块，所述放电齿轮与所述供电电源连接，所述电极与所述感应尖峰信号输出端口连接；

所述放电齿轮的轮缘上间隔分布多个放电轮齿，所述电极的接触端位于任意二所述放电轮齿之间的齿槽内或与任意一所述放电轮齿接触连接。

作为优选方案，所述齿轮转动控制模块包括控制器和与所述控制器连接的减速电机，所述减速电机的转轴与所述放电齿轮同轴连接。

作为优选方案，所述感应尖峰信号发生装置还包括绝缘基座，所述电极、减速电机安装在所述绝缘基座上。

作为优选方案，所述电极为金属片。

作为优选方案，所述导电齿轮为紫铜齿轮。

为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了一种感应尖峰信号发生系统，包括电感线圈和如权上述的感应尖峰信号发生装置，所述电感线圈的一端与所述感应尖峰信号输出端口连接，所述电感线圈的另一端与所述供电电源连接并共地。

作为优选方案，所述电感线圈的电感量为0.6h～0.9h，线圈直流电阻为30ω～150ω，线圈最大电流为100ma。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

(1)本发明实施例通过所述放电齿轮转动地与所述电极间断式接触，能够利用电弧放电原理产生满足rtcado160标准感应电压尖峰信号，相比于现有方案中真空继电器的通断放电方式，本实施例中的所述放电齿轮能够持续、间断、稳定地与所述电极接触而产生放电电弧，不仅提高了感应电压尖峰幅值的稳定性，而且设备可靠性较高，而且使用寿命较长。

(2)通过所述齿轮转动控制模块调节所述放电齿轮的转动频率，继而调节电弧放电的频率，以使产生的尖峰群频率覆盖rtacdo160标准要求频率范围8～10hz，且频率可在2～35hz内实现调节，相比于现有方案，远远满足标准要求。

附图说明

图1是本发明实施例中的感应尖峰信号发生装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中的电弧放电机构的结构示意图；

图3是本发明实施例中的放电齿轮的一种结构示意图；

图4是本发明实施例中的放电齿轮的另一种结构示意图；

图5是本发明实施例中的感应尖峰信号发生系统的电路原理图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、供电电源；

2、电弧放电机构；21、放电齿轮；22、电极；23、齿轮转动控制模块；231、减速电机；

3、感应尖峰信号输出端口；

4、绝缘基座；

5、电感线圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1和图2，本发明优选实施例提供了一种感应尖峰信号发生装置，包括供电电源1、电弧放电机构2以及感应尖峰信号输出端口3；

所述电弧放电机构2包括用于通过电弧放电产生感应尖峰信号的放电齿轮21、电极22以及用于调节电弧放电频率的齿轮转动控制模块23，所述放电齿轮21与所述供电电源1连接，所述电极22与所述感应尖峰信号输出端口3连接；

所述放电齿轮21的轮缘上间隔分布多个放电轮齿，所述电极22的接触端位于任意二所述放电轮齿之间的齿槽内或与任意一所述放电轮齿接触连接。

在本发明实施例中，通过所述放电齿轮21转动地与所述电极22间断式接触，能够利用电弧放电原理产生满足rtcado160标准感应电压尖峰信号，相比于现有方案中真空继电器的通断放电方式，本实施例中的所述放电齿轮21能够持续、间断、稳定地与所述电极22接触而产生放电电弧，不仅提高了感应电压尖峰幅值的稳定性，而且设备可靠性较高，而且使用寿命较长。

通过所述齿轮转动控制模块23调节所述放电齿轮21的转动频率，继而调节电弧放电的频率，以使产生的尖峰群频率覆盖rtacdo160标准要求频率范围8～10hz，且频率可在2～35hz内实现调节，相比于现有方案，远远满足标准要求。

在本发明实施例中，所述齿轮转动控制模块23包括控制器和与所述控制器连接的减速电机231，所述减速电机231的转轴与所述放电齿轮21同轴连接。优选的，所述电极22为金属片，所述导电齿轮为紫铜齿轮，所述减速电机231采用减速电机等。

可以理解的是，如图3和图4所示，所述放电齿轮21可以为二级同轴齿轮，通过增加所述放电齿轮21的齿数来提高放电电极22的数量，以此能够有效地提高所述电弧放电机构2的可靠性。

相对于国内外现有设备的“真空继电器”方案，所述放电齿轮21作为放电电极22，由1个变为几十个甚至上百个，能够使得所述电弧放电机构2的可靠性提高几十倍甚至上百倍。

在本发明实施例中，所述感应尖峰信号发生装置还包括绝缘基座4，所述电极22、减速电机231安装在所述绝缘基座4上。

请参见图5，本发明实施例还提供了一种感应尖峰信号发生系统，包括电感线圈5和如权上述的感应尖峰信号发生装置，所述电感线圈5的一端与所述感应尖峰信号输出端口3连接，所述电感线圈5的另一端与所述供电电源1连接并共地。

在本发明实施例中，所述电感线圈5的电感量为0.6h～0.9h，线圈直流电阻为30ω～150ω，线圈最大电流为100ma。

相比于不成熟的现有技术，由“真空继电器”产生的尖峰群频率不能满足标准要求上限，也即10hz，继电器的机械通断频率上限无法达到10hz，本发明实施例能够实现输出尖峰信号持续时间在800微秒左右，从而大大增加了输出尖峰信号的持续时间，解决了现有方案中输出尖峰信号持续时间在短的问题。

综上，本发明实施例提供了一种感应尖峰信号发生装置，包括供电电源1、电弧放电机构2以及感应尖峰信号输出端口3；所述电弧放电机构2，所述电弧放电机构2包括用于通过电弧放电产生感应尖峰信号的放电齿轮21、电极22以及用于调节电弧放电频率的齿轮转动控制模块23，所述放电齿轮21与所述供电电源1连接，所述电极22与所述感应尖峰信号输出端口3连接；所述放电齿轮21的轮缘上间隔分布多个放电轮齿，所述电极22的接触端位于任意二所述放电轮齿之间的齿槽内或与任意一所述放电轮齿接触连接。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

(1)本发明实施例通过所述放电齿轮21转动地与所述电极22间断式接触，能够利用电弧放电原理产生满足rtcado160标准感应电压尖峰信号，相比于现有方案中真空继电器的通断放电方式，本实施例中的所述放电齿轮21能够持续、间断、稳定地与所述电极22接触而产生放电电弧，不仅提高了感应电压尖峰幅值的稳定性，而且设备可靠性较高，而且使用寿命较长。

(2)通过所述齿轮转动控制模块23调节所述放电齿轮21的转动频率，继而调节电弧放电的频率，以使产生的尖峰群频率覆盖rtacdo160标准要求频率范围8～10hz，且频率可在2～35hz内实现调节，相比于现有方案，远远满足标准要求。

(3)通过增加所述放电齿轮21的齿数来提高放电电极22的数量，能够有效地提高所述电弧放电机构2的可靠性。

(4)本发明实施例能够实现输出尖峰信号持续时间在800微秒左右，从而大大增加了输出尖峰信号的持续时间，解决了现有方案中输出尖峰信号持续时间在短的问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。