一种智能继电保护测试仪的小信号输出电路的制作方法与工艺

文档序号:13108055
技术领域本实用新型涉及一种智能继电保护测试仪的小信号输出电路。

背景技术:
由于传统变电站的信息反馈量小,故障信息难以汇总分析,接线复杂繁琐,且对于现场测试运行人员有安全风险等问题,以及这些年来信息、通讯和网络技术的飞速发展,人们已经开始尝试研发相应的产品与之匹配,因此智能继电保护测试仪的产生。智能继电保护测试仪在工作过程中,需要通小信号输出端口将测试数据以模拟信号的方式传送至被测试继电器,进一步采集被测试继电器的响应情况,为后续分析提供依据。因此,智能继电保护测试仪的小信号输出电路对于智能继电保护测试仪非常重要。

技术实现要素:
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种智能继电保护测试仪的小信号输出电路,通过D\/A转换电路将外部控制器输出的PWN数字信号转换成模拟信号,再通过二阶滤波电路、电压跟随电路和防浪涌电路进行信号的输出,电路稳定性好。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:一种智能继电保护测试仪的小信号输出电路,包括D\/A转换电路、二阶滤波电路、电压跟随电路和防浪涌电路;所述的D\/A转换电路与二阶滤波电路连接、二阶滤波电路的输出端与电压跟随电路连接,电压跟随电路的输出端与防浪涌电路连接;所述的D\/A转换电路包括光电耦合器G,光电耦合器G的第一输入端连接到外部控制器的PWM数字信号输出端P;光耦隔离器G的第二输入端接地;光电耦合器G的输出端通过第一电阻R1连接至高电平VCC,光电耦合器G的输出端通过串联的第二电阻R2和第三电阻R3连接至第一运放A1的反向输入端,第二电阻R2和第三电阻R3之间通过第一电容C1接地,第一运放A1的正向输入端通过第四电阻R4接地,第一运放A1的反向输入端通过并联的第五电阻R5和第二电容C2连接至第一运放A1的输出端,第一运放A1的输出端通过第九电阻R9输出模拟信号并连接到二阶滤波电路,第二电阻R2和第三电阻R3之间通过第三电容C3连接至第二运放A2的反向输入端,第二运放A2的正向输入端通过第六电阻R6接地,第二运放A2的反向输入端通过第七电阻R7连接至第二运放A2的输出端,第二运放A2的输出端通过第八电阻R8连接至第一运放A1的反向输入端。所述的二阶滤波电路为二阶RC滤波电路,包括二阶RC滤波器;二阶RC滤波器的输入端与D\/A转换电路连接,二阶RC滤波器的输入端与电压跟随电路连接。所述的电压跟随电路第三运放A3,运放A3的正向输入端与二阶RC滤波电路连接,运放A3的输出端分别与运放A3的反向输入端和防浪涌电路连接。所述的防浪涌电路包括气体放电管D、第十电阻R10和TVS管;第十电阻R10的第一端与第一公共点连接;第一公共点分别与电压跟随电路的输出端和TVS管的一端连接;第十电阻R10的另一端连接到第二公共点,通过第二公共点连接到防浪涌电路的信号输出端;第二公共点与气体放电管D的一端连接;气体放电管D的另一端接地且与TVS管连接。所述的一种智能继电保护测试仪的小信号输出电路,还包括放大电路,所述的放大电路设置于二阶滤波电路和电压跟随电路之间。所述的放大电路包括增益放大器PGA。本实用新型的有益效果是:通过D\/A转换电路将外部控制器的输出的PWN数字信号转换成模拟信号,再通过二阶滤波电路进行滤波、通过电压跟随电路和防浪涌电路进行信号的输出,电路具有良好的稳定性。附图说明图1为本实用新型的电路原理框图;图2为D\/A转换电路的原理图;图3为电压跟随电路的原理图;图4为防浪涌电路的原理图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案,但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。如图1所示,一种智能继电保护测试仪的小信号输出电路,包括D\/A转换电路、二阶滤波电路、电压跟随电路和防浪涌电路;所述的D\/A转换电路与二阶滤波电路连接、二阶滤波电路的输出端与电压跟随电路连接,电压跟随电路的输出端与防浪涌电路连接;所述的D\/A转换电路包括光电耦合器G,光电耦合器G的第一输入端连接到外部控制器的PWM数字信号输出端P;光耦隔离器G的第二输入端接地;光电耦合器G的输出端通过第一电阻R1连接至高电平VCC,光电耦合器G的输出端通过串联的第二电阻R2和第三电阻R3连接至第一运放A1的反向输入端,第二电阻R2和第三电阻R3之间通过第一电容C1接地,第一运放A1的正向输入端通过第四电阻R4接地,第一运放A1的反向输入端通过并联的第五电阻R5和第二电容C2连接至第一运放A1的输出端,第一运放A1的输出端通过第九电阻R9输出模拟信号并连接到二阶滤波电路,第二电阻R2和第三电阻R3之间通过第三电容C3连接至第二运放A2的反向输入端,第二运放A2的正向输入端通过第六电阻R6接地,第二运放A2的反向输入端通过第七电阻R7连接至第二运放A2的输出端,第二运放A2的输出端通过第八电阻R8连接至第一运放A1的反向输入端。进一步地,外部控制器可以是单片机,也可以是DSP处理器,本申请的小信号输出电路就是用于将外部控制器输出的PWM信号转换为模拟信号并进行输出。所述的二阶滤波电路为二阶RC滤波电路,包括二阶RC滤波器;二阶RC滤波器的输入端与D\/A转换电路连接,二阶RC滤波器的输入端与电压跟随电路连接。所述的电压跟随电路第三运放A3,运放A3的正向输入端与二阶RC滤波电路连接,运放A3的输出端分别与运放A3的反向输入端和防浪涌电路连接。所述的防浪涌电路包括气体放电管D、第十电阻R10和TVS管;第十电阻R10的第一端与第一公共点连接;第一公共点分别与电压跟随电路的输出端和TVS管的一端连接;第十电阻R10的另一端连接到第二公共点,通过第二公共点连接到防浪涌电路的信号输出端;第二公共点与气体放电管D的一端连接;气体放电管D的另一端接地且与TVS管连接。所述的一种智能继电保护测试仪的小信号输出电路,还包括放大电路,所述的放大电路设置于二阶滤波电路和电压跟随电路之间。所述的放大电路包括增益放大器PGA,增益放大器PGA的增益可调,使得整个电路具有很高的灵活性。工作过程中,小信号输出电路接收到外部的PWM数字信号后,将其通过D\/A转换电路转换为模拟信号,再通过二阶滤波电路进行滤波、通过电压跟随电路和防浪涌电路进行信号的输出,电路具有良好的稳定性。在进行D\/A转换过程中通过光耦隔离器实现了对外部控制器和内部电路的隔离;光电耦合器的输出端设置了由第一运放及其外围电路组成的低通滤波装置,对光电耦合器输出的模拟信号进行滤波处理;针对模拟信号中存在的尖峰干扰,通过第二运放对尖峰干扰的检测,将检测结果反馈至第一运放的输入端,可以使其针对模拟信号中干扰信号的变化进行动态滤波,从而提高对于模拟信号的过滤效果;二阶滤波电路,进一步提高了对于模拟信号的滤波效果;电压跟随电路,减小该电路模拟量输出的输出阻抗,提高电路的带载能力及线性稳定度;在外部有大的浪涌电压输入时,气体放电管D迅速将能量释放到大地,同时所述第十电阻R10和所述TVS管防止残余能量进入,从而有效避免了浪涌对电路产生的影响。同时,由于在二阶滤波电路和电压跟随电路之间设置了放大电路,放大电路由增益放大器PGA来实现,从而放大增益可调,使得整个电路具有很高的灵活性。...
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