一种低干扰的同步信号发生电路的制作方法

1.本实用新型涉及同步信号发生技术领域，具体涉及一种低干扰的同步信号发生电路。


背景技术：

2.在电力设备局部放电检测中，局部放电信号的相位信息是分析局部放电故障类型的重要信息。局部放电监测装置或仪器必须基于稳定可靠的触发信号才能正常工作，因此，非常需要精确采集工频相位信号(外部同步信号)作为基准信号，从而提高诊断效率，减少故障排查和恢复时间。
3.而原有的外部同步信号发生电路具有以下缺点：
4.1、采用开关电源，元器件数量多，维修复杂；
5.2、有线传输，不便捷；
6.3、干扰大。


技术实现要素：

7.本实用新型提供一种低干扰的同步信号发生电路，解决上述问题。
8.本实用新型通过下述技术方案实现：
9.一种低干扰的同步信号发生电路，包括沿电流流动方向依次连接的降压变压器、工频信号发生模块、单片机控制模块和无线传输模块，还包括线性电源模块，所述线性电源模块为所述工频信号发生模块、单片机控制模块和无线传输模块供电，所述降压变压器的输入端连接市电，所述降压变压器的输出端还与所述线性电源模块连接，其中，市电通过所述降压变压器进入工频信号发生模块；所述工频信号发生模块内设有用于产生工频方波信号的光耦和电压比较器，所述单片机控制模块将所述工频方波信号转换为所述无线传输模块能够识别的通信信号，并通过所述无线传输模块将通信信号传输至检测终端。
10.本技术方案中，220v的市电通过降压变压器降压后，经由工频信号发生模块内的光耦和电压比较器产生工频方波信号，通过单片机控制模块将工频方波信号转换为无线传输模块可以传输的通信信号，最后通过无线传输模块与检测终端建立无线连接，检测终端随后可使用外同步工频触发信号进行检测工作，工频信号发生模块采用光耦进行交直流隔离，可以减小干扰。
11.作为优化，所述线性电源模块包括电源芯片u2、桥式整流器d1、稳压器u1、第二十有源电容c20、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6和第七电容c7，所述第二十有源电容c20和第一电容c1并联设置，所述第二电容c2和第三电容c3并联设置，所述第二十有源电容c20和第一电容c1的并联链路分别连接所述稳压器u1的in引脚和gnd引脚，所述第二十有源电容c20的正极与所述稳压器u1的in引脚连接，所述第二电容c2和第三电容c3的并联链路分别连接所述稳压器u1的out引脚和gnd引脚，所述稳压器u1的gnd引脚接地，所述降压变压器的输入端连接市电，所述降压变压器的输出端连接
桥式整流器d1的其中两端，所述桥式整流器d1的另外两端分别连接所述第二十有源电容c20和第一电容c1的并联链路的两端，所述稳压器u1的out引脚分别连接所述电源芯片u2的vin引脚以及所述工频信号发生模块；
12.所述第四电容c4和第五电容c5并联设置，所述第六电容c6和第七电容c7并联设置，所述第四电容c4和第五电容c5的并联链路分别连接所述电源芯片u2的vin引脚和gnd引脚，所述第六电容c6和第七电容c7的并联链路分别连接所述电源芯片u2的vout引脚和gnd引脚，且所述电源芯片u2的gnd引脚接地，所述电源芯片u2的vout引脚分别连接所述单片机控制模块和无线传输模块。
13.作为优化，所述稳压器u1的out引脚输出的电压为5v，所述电源芯片u2的vout引脚输出的电压为3.3v。
14.作为优化，所述单片机控制模块包括微控制芯片u6及其外围电路。
15.作为优化，所述微控制芯片u6的型号为stm32f103c8t6。
16.作为优化，所述工频信号发生模块包括第一光耦u4、第二光耦u5和电压比较器u3a及其外围电路，所述第一光耦u4的两个输入端分别反向连接所述第二光耦u5的输入端，所述第一光耦u4的两个输入端分别通过第五电阻r5和第六电阻r6连接所述降压变压器的输出端，且所述第五电阻r5和第六电阻r6靠近第一光耦u4的一端分别连接第七电阻r7的两端，所述第一光耦u4和第二光耦u5的输出端通过串联第十电阻r10与所述电压比较器的同相输入端连接，所述电压比较器的反向输入端连接有限位电路，所述电压比较器的输出端与所述单片机控制模块连接。
17.作为优化，所述稳压器u1的out引脚通过串联第八电阻r8和第十六电容c16的并联链路与第十电阻r10远离电压比较器的一端连接，且所述第十电阻r10远离电压比较器的一端通过串联第九电阻r9和第十七电容c17的并联链路接地。
18.作为优化，所述限位电路包括并联设置的第十八电容c18和第十一电阻r11，以及并联设置的第十九电容c19和第十二电阻r12，所述第十八电容c18和第十一电阻r11的并联链路的一端与所述稳压器u1的out引脚连接，所述第十八电容c18和第十一电阻r11的并联链路的另一端与所述电压比较器的反向输入端连接，所述第十九电容c19和第十二电阻r12的并联链路的一端与所述电压比较器的反向输入端连接，所述第十九电容c19和第十二电阻r12的并联链路的另一端接地。
19.作为优化，所述无线传输模块包括蓝牙芯片及其外围电路。
20.作为优化，所述蓝牙芯片的型号为as01-ml01s。
21.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
22.本实用新型采用光耦进行交直流隔离，从而减小了干扰；
23.本实用新型用线性电源取代了一般方式中的开关电源，线性电源结构简单，波纹更小，对外干扰也更小；
24.本实用新型通过无线通讯模块进行工频信号的传输，解决了有线传输的繁琐问题，使该电路的运用变得更为便捷。
附图说明
25.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一
部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
26.图1为本实用新型所述的一种低干扰的同步信号发生电路的框架连接图；
27.图2(a)为图1中降压变压器和部分线性电源模块的电路图；
28.图2(b)为图1中另一部分的线性电源模块的电路图；
29.图3为图1中单片机控制模块的部分电路图；
30.图4为图1中工频信号发生模块的电路图；
31.图5为图1中无线传输模块中蓝牙芯片的部分连接示意图。
32.附图中标记及对应的零部件名称：
33.1-线性电源模块，2-降压变压器，3-工频信号发生模块，4-单片机控制模块，5-无线传输模块，6-检测终端。
具体实施方式
34.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
35.实施例1
36.本实施例1提供一种低干扰的同步信号发生电路，如图1所示，包括沿电流流动方向依次连接的降压变压器2、工频信号发生模块3、单片机控制模块4和无线传输模块5，还包括线性电源模块1，所述线性电源模块1为所述工频信号发生模块3、单片机控制模块4和无线传输模块5供电，所述降压变压器2的输入端连接市电，所述降压变压器2的输出端还与所述线性电源模块1连接，其中，市电通过所述降压变压器2进入工频信号发生模块3；所述工频信号发生模块3内设有用于产生工频方波信号的光耦和电压比较器，所述单片机控制模块4将所述工频方波信号3转换为所述无线传输模块5能够识别的通信信号，并通过所述无线传输模块5将通信信号传输至检测终端。其中，降压变压器为220v/12v的变压器，即将输入端为220v的电压降为12v，这里的检测终端就是检测局放信号的装置。
37.本技术方案中，220v的市电通过降压变压器降压后，经由工频信号发生模块内的光耦和电压比较器产生工频方波信号，通过单片机控制模块将工频方波信号转换为无线传输模块可以传输的通信信号，最后通过无线传输模块与检测终端建立无线连接，检测终端随后可使用外同步工频触发信号进行检测工作，工频信号发生模块采用光耦进行交直流隔离，可以减小干扰。
38.如图2(a)、2(b)所示，本实施例中，所述线性电源模块1包括电源芯片u2(型号为ams1117-3.3)、桥式整流器d1(型号为db107s)、稳压器u1(型号为lm7805)、第二十有源电容c20、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6和第七电容c7，所述第二十有源电容c20和第一电容c1并联设置，所述第二电容c2和第三电容c3并联设置，所述第二十有源电容c20和第一电容c1的并联链路分别连接所述稳压器u1的in引脚和gnd引脚，所述第二十有源电容c20的正极与所述稳压器u1的in引脚连接，所述第二电容c2和第三电容c3的并联链路分别连接所述稳压器u1的out引脚和gnd引脚，所述稳压器u1的gnd引脚接地，所述降压变压器的输入端连接市电，所述降压变压器的输出端连接桥式整流器d1的其中两端，所述桥式整流器d1的另外两端分别连接所述第二十有源电容c20和第一
电容c1的并联链路的两端，所述稳压器u1的out引脚分别连接所述电源芯片u2的vin引脚以及所述工频信号发生模块3；
39.所述第四电容c4和第五电容c5并联设置，所述第六电容c6和第七电容c7并联设置，所述第四电容c4和第五电容c5的并联链路分别连接所述电源芯片u2的vin引脚和gnd引脚，所述第六电容c6和第七电容c7的并联链路分别连接所述电源芯片u2的vout引脚和gnd引脚，且所述电源芯片u2的gnd引脚接地，所述电源芯片u2的vout引脚分别连接所述单片机控制模块4和无线传输模块5。
40.首先将市电降压为12v的交流电，再经过整流桥及稳压器将12v的交流电转换为5v和3.3v的直流电，并给电压比较器tlv3501、无线模块as01-ml01s、微控制芯片stm32f103c8t6等供电。
41.本实施例中，所述稳压器u1的out引脚输出的电压为5v，所述电源芯片u2的vout引脚输出的电压为3.3v。
42.如图3所示，为部分单片机控制模块的电路图，本实施例中，所述单片机控制模块4包括微控制芯片u6及其外围电路。本领域技术人员能够根据具体情况来设置微控制芯片的连接引脚及其外围电路，属于公知常识，这里就不再赘述了。
43.本实施例中，所述微控制芯片u6的型号为stm32f103c8t6。
44.如图4所示，本实施例中，所述工频信号发生模块3将12v的交流正弦波工频信号转成为直流方波工频信号，具体包括包括第一光耦u4、第二光耦u5和电压比较器u3a及其外围电路，所述第一光耦u4的两个输入端分别反向连接所述第二光耦u5的输入端，这里所说的第一光耦u4的两个输入端分别反向连接第二光耦u5的输入端，是指，第一光耦u4的发光二极管的正极与第二光耦u5的发光二极管的负极连接，而第一光耦u4的发光二极管的负极与第二光耦u5的发光二极管的正极连接。
45.所述第一光耦u4的两个输入端分别通过第五电阻r5和第六电阻r6连接所述降压变压器的输出端，且所述第五电阻r5和第六电阻r6靠近第一光耦u4的一端分别连接第七电阻r7的两端，所述第一光耦u4和第二光耦u5的输出端通过串联第十电阻r10与所述电压比较器的同相输入端连接，所述电压比较器的反向输入端连接有限位电路，所述电压比较器的输出端与所述单片机控制模块连接。
46.本实施例中，所述稳压器u1的out引脚通过串联第八电阻r8和第十六电容c16的并联链路与第十电阻r10远离电压比较器的一端连接，且所述第十电阻r10远离电压比较器的一端通过串联第九电阻r9和第十七电容c17的并联链路接地。
47.本实施例中，所述限位电路包括并联设置的第十八电容c18和第十一电阻r11，以及并联设置的第十九电容c19和第十二电阻r12，所述第十八电容c18和第十一电阻r11的并联链路的一端与所述稳压器u1的out引脚连接，所述第十八电容c18和第十一电阻r11的并联链路的另一端与所述电压比较器的反向输入端连接，所述第十九电容c19和第十二电阻r12的并联链路的一端与所述电压比较器的反向输入端连接，所述第十九电容c19和第十二电阻r12的并联链路的另一端接地。
48.如图5所示，本实施例中，所述无线传输模块包括蓝牙芯片及其外围电路。
49.本实施例中，所述蓝牙芯片的型号为as01-ml01s。
50.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进
一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。