一种直接注入电力线的波形信号源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及载波通信信号检测领域，特别涉及一种直接注入电力线的波形信号源。
【背景技术】
[0002]在低压集抄通信系统中，由于载波信号容易受到各种特征的噪声信号的干扰，加上各种用电设备接入到电力线上产生的阻抗、衰减等额外因素，造成了载波通信出现各种异常现象。为了能够方便地对现场的载波通信信道进行检测，分析载波信道对不同频率的载波信号所呈现出来的衰减大小，阻抗大小等参数进行定量的测量，便于能够更好地解决在载波通信过程中所遇到的诸多问题，所以需要一种可直接注入电力线的任意波形信号源作为测量的辅助标准。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种直接注入电力线的波形信号源，能够方便、快速、有效地将不同频率的信号注入到电力线通道上，降低成本，减少错误率，提高工作效率。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种直接注入电力线的波形信号源，包括控制单元电路、波形信号发生器电路、功率放大器电路和工频隔离信号注入电路;所述控制单元电路用于控制波形信号发生器电路产生信号波形，且接收人机交互的输入信号，显示控制信息，所述波形信号发生器电路用于接收控制单元电路的控制信号，在控制单元电路的控制下，产生一定频率、相位、幅度的信号波形，所述功率放大器电路用于接收到波形信号发生器电路的输出信号，并将此信号进行无失真放大，所述工频隔离信号注入电路用于将功率放大器电路的输出信号注入至电力线。
[0005]根据上述方案，所述控制单元电路采用Intel的ATOM N270 1.6G CPU处理器。
[0006]根据上述方案，所述波形信号发生器电路采用ALTERA公司的FPGA芯片EP1C3T100。
[0007]根据上述方案，还包括用于将波形信号发生器电路的数字信号转换成模拟信号的AD9740AR 芯片。
[0008]根据上述方案，所述功率放大器电路采用AD815电路。
[0009]根据上述方案，所述工频隔离信号注入电路包括隔离变压器，所述隔离变压器为1:1变压器，电感量为ImH。
[0010]与现有技术相比，本发明的有益效果是:通过集成化模式将本地产生的指定频率、相位、幅度的信号直接注入至电力线上，大大简化了由各种分立式仪器设备组成的测试系统，现场测试人员操作更加方便，提高了测试人员的工作效率，整个电路采用由嵌入式系统独立控制，中间环节无需人工操作，减少了出错概率。
【附图说明】
[0011 ]图1是本发明装置整体结构示意图。
[0012]图2是本发明中控制单元电路采用ATOMN270 1.6G CPU处理器时的输入输出示意图。
[0013]图3是本发明中波形信号发生器电路采用AD9740AR芯片时的输入输出示意图。
[0014]图4是本发明中功率放大器电路采用AD815芯片时的输入输出示意图。
【具体实施方式】
[0015]本发明的目的是提供一种直接注入电力线的波形信号源，主要由控制单元电路、波形信号发生器电路、功率放大器电路和工频隔离信号注入电路组成，由控制单元电路控制波形信号发生器电路产生某一频率、相位、幅度的信号波形，该信号经过功率放大器电路，由功率放大器电路对该信号进行无失真的放大，最后由工频隔离信号注入电路将该信号注入至低压电力线上，完成载波通信信道的信号注入。
[0016]本发明一种直接注入电力线的波形信号源，如图1所示，包括控制单元电路、波形信号发生器电路、功率放大器电路和工频隔离信号注入电路;所述控制单元电路用于控制波形信号发生器电路产生信号波形，且接收人机交互的输入信号，显示控制信息，所述波形信号发生器电路用于接收控制单元电路的控制信号，在控制单元电路的控制下，产生一定频率、相位、幅度的信号波形，所述功率放大器电路用于接收到波形信号发生器电路的输出信号，并将此信号进行无失真放大，所述工频隔离信号注入电路用于将功率放大器电路的输出信号注入至电力线。
[0017]如图2所示，所述控制单元电路采用Intel的ATOM N270 1.6G CPU处理器，2G内存，250G硬盘，具有232、485、USB、NET等多种输入输出端口构成，可以满足测试对于高实时性、大数据容量的要求。控制单元电路的输入采用计算机的人机接口设备(键盘、鼠标、显示器)，便于用户使用和操作，控制单元电路的输出采用标准的RS232接口，该接口可以方便、有效地控制后级的波形信号发生器电路。
[0018]所述波形信号发生器电路采用ALTERA公司的FPGA芯片EP1C3T100，还包括相位累加器、波形RAM，通过外部总线设置不同的相位累加器的步进量来调节输出频率，写入不同的RAM数据实现不同波形的改变，最后通过AD9740AR来实现数模转换，把FPGA输出的数字信号转换为模拟波形信号，将数字信号转换成模拟信号并且输出至后一级。AD9740AR具有差分输出能力，通过后级运算放大器电路可以有效抑制共模信号干扰。EP1C3T100芯片与AD9740AR之间的通信接口采用8位并口通信，EP1C3T100芯片用于实现波形信号的计算以及描述，具体如图3所示。
[0019]如图4所示，所述功率放大器电路采用AD815电路，AD815芯片主要用于将前一级的输出信号进行无失真的功率放大。AD815为大电流差分驱动芯片，由两个大电流、高带宽运放构成，具有很高的带宽，_3dB带宽可以到150M，完全可以满足9K~500K信号测试时的放大需要。芯片由+-15V供电，可以提供大于20Vpp的输出电压，提高测试的准确度和动态范围。
[0020]所述工频隔离信号注入电路包括隔离变压器，所述隔离变压器为1:1变压器，电感量为ImH，完成将信号源产生的信号注入到低压电力线上，还用于将系统悬浮同电力线隔离，充分保证使用者的人身安全。隔离变压器的初级线包的工频感抗只有0.3欧姆左右，对工频起到第一级隔离，起到保护后级电路的作用。
【主权项】
1.一种直接注入电力线的波形信号源，其特征在于，包括控制单元电路、波形信号发生器电路、功率放大器电路和工频隔离信号注入电路;所述控制单元电路用于控制波形信号发生器电路产生信号波形，且接收人机交互的输入信号，显示控制信息，所述波形信号发生器电路用于接收控制单元电路的控制信号，在控制单元电路的控制下，产生一定频率、相位、幅度的信号波形，所述功率放大器电路用于接收到波形信号发生器电路的输出信号，并将此信号进行无失真放大，所述工频隔离信号注入电路用于将功率放大器电路的输出信号注入至电力线。2.如权利要求1所述的一种直接注入电力线的波形信号源，其特征在于，所述控制单元电路采用Intel公司的ATOM N270 1.6G CPU处理器。3.如权利要求1所述的一种直接注入电力线的波形信号源，其特征在于，所述波形信号发生器电路采用ALTERA公司的FPGA芯片EP1C3T100。4.如权利要求3所述的一种直接注入电力线的波形信号源，其特征在于，还包括用于将波形信号发生器电路的数字信号转换成模拟信号的AD9740AR芯片。5.如权利要求1所述的一种直接注入电力线的波形信号源，其特征在于，所述功率放大器电路采用AD815电路。6.如权利要求1至5任一项所述的直接注入电力线的波形信号源，其特征在于，所述工频隔离信号注入电路包括隔离变压器，所述隔离变压器为1:1变压器，电感量为ImH。
【专利摘要】本发明公开了一种直接注入电力线的波形信号源，包括控制单元电路、波形信号发生器电路、功率放大器电路和工频隔离信号注入电路；所述控制单元电路用于控制波形信号发生器电路产生信号波形，且接收人机交互的输入信号，显示控制信息，所述波形信号发生器电路用于接收控制单元电路的控制信号，在控制单元电路的控制下，产生一定频率、相位、幅度的信号波形，所述功率放大器电路用于接收到波形信号发生器电路的输出信号，并将此信号进行无失真放大，所述工频隔离信号注入电路用于将功率放大器电路的输出信号注入至电力线。本发明能够方便、快速、有效地将不同频率的信号注入到电力线通道上，降低成本，减少错误率，提高工作效率。
【IPC分类】G08C19/00, H04B3/54
【公开号】CN105551227
【申请号】CN201510916660
【发明人】李琪林, 覃剑, 吴维德, 李方硕, 向景睿, 申杰, 张峰, 赵永春, 刘晶晶
【申请人】国网四川省电力公司电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月10日