专利名称：一种录波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力设备技术领域，更具体地，特别是涉及一种录波器。
背景技术：
智能电网作为国家“十二五”规划的一部分正在实施，其中电力线载波作为智能电网通讯的主要组成部分备受关注。在电力线载波实施当中，需要通过对电力线上传输的电力载波背景信号分析，实现对现场电网的情况的充分了解，进而合理分析问题，并依据分析结果配置载波网络。目前，对电力载波背景信号的获取以及分析是在实验室进行的，由分析人员在实验室内模拟现场电网情况，通过模拟测试的结果，分析电力载波背景信号对电力载波信号传输的影响，以充分了解现场电网的情况，进而合理分析问题，并依据分析结果配置载波网络。然而，上述电力载波背景信号是通过模拟现场电网情况获取，无法做到与实际电力载波背景信号高度相似，在分析电力载波信号的传输情况时，降低分析准确度，进一步地，在依据分析结果配置载波网络时，无法保证载波网络的最佳合理配置。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型实施例提供一种录波器，获取现场电力线上传输的电力载波背景信号，提高分析准确度，进一步保证载波网络的合理配置。技术方案如下本实用新型实施例提供一种录波器，包括低通滤波器、模数转换器、数模转换器和微控制器；其中所述低通滤波器，用于对耦合变压器从电力线提取的信号进行滤波，获取电力载波背景信号；所述模数转换器，用于将电力载波背景信号转换为数字电力载波背景信号；所述数模转换器，用于将通过所述微控制器发送的波形数据转换为电力载波背景信号，并发送至耦合变压器；所述微控制器，用于对所述数字电力载波背景信号进行处理，将得到的波形数据以波形文件形式存储，以及用于对波形文件内的波形数据进行处理，发送处理后的波形数据。优选地，还包括用于控制所述模数转换器对所述电力载波背景信号的转换，将转换后的数字电力载波背景信号送至所述微控制器，以及将所述微控制器发送的波形数据发送至所述数模转换器，控制所述数模转换器转换及发送电力载波背景信号的现场可编程门阵列。优选地，所述微控制器和所述现场可编程门阵列通过总线连接。优选地，还包括用于对所述低通滤波器获取的电力载波背景信号进行放大，发送放大后的电力载波背景信号至所述模数转换器的自动增益控制。[0014]优选地，还包括用于存储波形文件的存储卡。优选地，所述微控制器内设置有用于设定录波开始时间和录波持续时间的时钟。优选地，还包括人机交互界面。优选地，还包括显示所述波形数据的显示屏。应用上述技术方案，模数转换器将低通滤波器从电力线中获取的电力载波背景信号转换为数字电力载波背景信号，微控制器对数字电力载波背景信号进行处理，将得到的波形数据以波形文件形式存储，完成对现场电力载波背景信号的获取。当进行实验分析时， 微控制器对存储的波形文件内的波形数据进行处理，发送处理后的波形数据。数模转换器将微控制器发送的波形数据转换为电力载波背景信号，发送至耦合变压器，由耦合变压器将电力载波背景信号加在电力线上，得到与实际用电环境接近的测试环境，用于分析电力载波背景信号对电力载波信号传输的影响。与现有技术相比，加在电力线上的电力载波背景信号是通过将现场采集到的电力载波背景信号转换后得到，保证与现场电力线传输的电力载波背景信号高度相似，进而在分析电力载波背景信号对电力载波信号传输的影响时， 提高分析准确度，进一步保证载波网络的最佳合理配置。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例提供的录波器的一种结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的录波器的另一种结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的录波器的再一种结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员对本实用新型的理解，首先对本实用新型中的专有名词进行解释说明。电力载波信号指的是传输数据的有效信号；电力载波背景信号在载波允许频段内(9k 500k)，不传输数据的信号如干扰信号。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。一个实施例请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供的录波器的一种结构示意图，包括低通滤波器 11、ADC(Analog To Digital Converter，模数转换器)12、DAC(Digital to Analog Converter，数模转换器)13和微控制器14。其中[0029]低通滤波器11，用于对耦合变压器从电力线提取的信号进行滤波，获取电力载波背景信号。耦合变压器从电力线获取的信号包含电力载波背景信号和更高频信号。更高频信号的频率高，电力载波背景信号的频率低，因此，电力线上的电力载波背景信号和更高频信号经过低通滤波器11滤波后，更高频信号被滤除，获取到电力载波背景信号。ADC12，用于将电力载波背景信号转换为数字电力载波背景信号。数字电力载波背景信号被发送至微控制器14，由微控制器14对数字电力载波背景信号进行处理，如数据有效性检查或降采样处理，获得波形数据，，并将得到的波形数据以波形文件形式存储。上述低通滤波器11、ADC12和微控制器14构成了录波通道，实现了对现场电力载波背景信号的获取，完成了录波过程。图1所示的录波器中微控制器14和DAC13构成了播放通道，实现了将录波过程中获取的数字电力载波背景信号还原为电力载波背景信号，并将该电力载波背景信号在实验过程中发送并通过耦合变压器加载到电力线上，完成波形播放过程。其中微控制器14还用于对波形文件内的波形数据进行处理，如数据有效性检查，发送处理后的波形数据。DAC13，用于将微控制器14发送的波形数据转换为电力载波背景信号， 并发送至耦合变压器。由耦合变压器加载到电力线上。应用上述技术方案，ADC12将低通滤波器11从电力线中获取的电力载波背景信号转换为数字电力载波背景信号，微控制器14对数字电力载波背景信号进行处理，将得到的波形数据以波形文件形式存储，完成对现场电力载波背景信号的获取。当进行实验分析时， 微控制器14对存储的波形文件内的波形数据进行处理，发送处理后的波形数据。DAC13将微控制器发送的波形数据转换为电力载波背景信号，发送至耦合变压器，由耦合变压器将电力载波背景信号加在电力线上，得到与实际用电环境接近的测试环境，用于分析电力载波背景信号对电力载波信号传输的影响。与现有技术相比，加在电力线上的电力载波背景信号是通过将现场采集到的电力载波背景信号转换后得到，保证与现场电力线传输的电力载波背景信号高度相似，进而在分析电力载波背景信号对电力载波信号传输的影响时，提高分析准确度，进一步保证载波网络的最佳合理配置。另一个实施例上述ADC12 和 DAC13 的转换控制可以由 FPGA (Field-Programmable Gate Array, 现场可编程门阵列)控制，如图2所示。图2为本实用新型实施例提供的录波器的另一种结构示意图，在图1所示的录波器基础上，增加了 FPGA15，用于控制ADC12对电力载波背景信号的转换，将转换后的数字电力载波背景信号送至微控制器14，以及将微控制器14发送的波形数据发送至DAC13，并控制DAC13转换及发送电力载波背景信号。其中FPGA15可以控制ADC12的采样频率和/或量化方法，也可以控制ADC12的转换开始时间和持续时间，即录波开始时间和录波持续时间。FPGA15可以控制DAC13的转换方式和/或参考电压。上述FPGA15对ADC12和DAC13的控制可以通过在FPGA15内设置控制参数，进而控制ADC12和DAC13的初始化参数设置。FPGA15内控制参数的设置依据不同应用场景而不同，对此不加以限制。FPGA15和微控制器14之间可以通过总线连接，以提高双方数据通信的准确度。为了使模数转换器12更好的转换低通滤波器11获取的电力载波背景信号，在
5图2所示的录波器中，模数转换器12和低通滤波器11之间连接有AGC(Automatic Gain Control,自动增益控制)16。AGC16，用于对低通滤波器11获取的电力载波背景信号进行放大，发送放大后的电力载波背景信号至模数转换器12。由于AGC16可以将电力载波背景信号放大，所以模数转换器12能够更好的获取到放大后的电力载波背景信号，进一步保证转换的准确度。上述FPGA15可以对ADC12的录波开始时间和录波持续时间进行控制。具体为微控制器14内设置有时钟，用于设定录波开始时间和录波持续时间。如当运行时间达到设定的录波开始时间时，微控制器14发送控制信号至FPGA15，FPGA15使用其内预先设置的控制参数对ADC12进行参数设置，控制ADC12开始进行转换。微控制器14内的时钟可以设定多个录波开始时间和录波持续时间，对于每次 ADC12转换后得到的数字电力载波背景信号，微控制器14都会对其进行处理，将得到的波形数据以波形文件形式存储。得到的多个波形数据可以存储在一个波形文件的不同位置， 也可以存储于多个波形文件中，即一个波形数据存储在一个波形文件中。本实用新型实施例中，在录波过程中记录和波形播放过程中使用的波形数据可以显示在显示屏17上，波形文件还可以存储在存储卡18中，如图2所示。存储卡18的容量决定录波持续时间，如发明人经过实验得知，当存储卡的容量为4GB (Gigabyte，千兆字节)， 录波持续时间为65分钟。此外，在图2所示的录波器基础上，本实用新型实施例提供的录波器还包括人机交互界面19，如图3所示。人机交互界面上设置有功能选项。功能选项包括录波、播放、 查看、拔卡和设置五个按钮。其中录波为获取电力线中的电力载波背景信号并转换处理及存储得到的波形数据；播放为将存储的波形数据在电力线上还原复现；查看可以浏览显示波形数据；拔卡为将存储卡从录波器中拆除；设置可以为对ADC12和DAC13的初始化设置， 也可以为设置时钟内的录波开始时间和录波持续时间。当用户通过人机交互界面19选取某一个功能按钮时，在人机交互界面19上显示对话框进行提示，实时显示操作步骤。下面以录波过程为例，详细说明本实用新型实施例提供的录波器。具体流程如下用户点击人机交互界面19上的录波按钮后，人机交互界面19上弹出对话框提示用户是否确定录波，若点击取消则返回主界面；点击确定则开始正式录波。人机交互界面 19将录波消息发送给微控制器14。微控制器14根据此消息创建波形文件名并通知FPGA15 控制ADC12进行数据转换。待ADC12在录波持续时间内完成电力载波背景信号到数字电力载波背景信号转换后，FPGA15再将数字电力载波背景信号发送给微控制器14。微控制器14 对所述数字电力载波背景信号进行处理，将得到的波形数据以波形文件形式存储在存储卡 18中。在录波过程中，人机交互界面19实时显示录波进度，如ADC12参数设置阶段、 ADC12转换阶段、微控制器14处理阶段或存储卡18存储阶段。人机交互界面19还可以显示波形文件名称。应用上述技术方案，加在电力线上的电力载波背景信号是通过将现场采集到的电力载波背景信号转换后得到，保证与现场电力线传输的电力载波背景信号高度相似，进而在分析电力背景载波信号对电力载波信号传输的影响时，提高分析准确度，进一步保证载波网络的最佳合理配置。同时，上述录波器还可以预设录波开始时间和录波持续时间，因此可以完成无人值守的录波功能。当用户需要对电力载波背景信号长时间记录时，更换存储卡18即可。此外，本实用新型实施例相对于频谱分析仪来说，成本降低，体积大大缩小——约为22cmX15cmX6cm(长宽高)，重量小于1. 5kg，便于携带。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此， 本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
权利要求1.一种录波器，其特征在于，包括低通滤波器、模数转换器、数模转换器和微控制器； 其中所述低通滤波器，用于对耦合变压器从电力线提取的信号进行滤波，获取电力载波背景信号；所述模数转换器，用于将电力载波背景信号转换为数字电力载波背景信号；所述数模转换器，用于将通过所述微控制器发送的波形数据转换为电力载波背景信号，并发送至耦合变压器；所述微控制器，用于对所述数字电力载波背景信号进行处理，将得到的波形数据以波形文件形式存储，以及用于对波形文件内的波形数据进行处理，发送处理后的波形数据。
2.根据权利要求1所述的录波器，其特征在于，还包括用于控制所述模数转换器对所述电力载波背景信号的转换，将转换后的数字电力载波背景信号送至所述微控制器，以及将所述微控制器发送的波形数据发送至所述数模转换器，控制所述数模转换器转换及发送电力载波背景信号的现场可编程门阵列。
3.根据权利要求2所述的录波器，其特征在于，所述微控制器和所述现场可编程门阵列通过总线连接。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的录波器，其特征在于，还包括用于对所述低通滤波器获取的电力载波背景信号进行放大，发送放大后的电力载波背景信号至所述模数转换器的自动增益控制。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的录波器，其特征在于，还包括用于存储波形文件的存储卡。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的录波器，其特征在于，所述微控制器内设置有用于设定录波开始时间和录波持续时间的时钟。
7.根据权利要求1至3任意一项所述的录波器，其特征在于，还包括人机交互界面。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的录波器，其特征在于，还包括显示所述波形数据的显示屏。
专利摘要本实用新型公开一种录波器，包括低通滤波器、模数转换器、数模转换器和微控制器；低通滤波器，用于获取电力载波背景信号；模数转换器，用于将电力载波背景信号转换为数字电力载波背景信号；数模转换器，用于将微控制器发送的波形数据转换为电力载波背景信号；微控制器，用于对数字电力载波背景信号进行处理，将得到的波形数据存储，以及用于对波形文件内的波形数据进行处理，发送处理后的波形数据。应用本技术方案，加在电力线上的电力载波背景信号通过将现场采集到的电力载波背景信号转换得到，保证与现场电力线传输的电力载波背景信号高度相似，在分析电力载波背景信号对电力载波信号传输的影响时，提高分析准确度，保证载波网络的合理配置。
文档编号H04B3/54GK202150853SQ201120268989
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者左平, 李成昆, 牛延谋, 葛金发, 邱利鹏 申请人:杭州讯能科技有限公司