专利名称：基于rtds的信号处理装置及测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统，具体地，涉及一种基于RTDS的信号处理装置及测试系统。
背景技术：
在发电机励磁参数试验测试系统(例如RTDS, Real Time Digital Simulator,全称为实时数字仿真仪)的研究中，如何采用合适的信号隔离手段保护价格昂贵的测试系统得到了广泛的关注。目前，采用的是线性光电耦合模块来实现外部模拟输入信号和RTDS输入通道的隔离。线性光电耦合模块采用配对的发光二极管，通过反馈电路实现光强度和输入电压成正比，输入回路和输出回路没有直接的电联系，通过光强度实现信号从输入回路耦合至输出回路。但是，采用线性光电耦合技术时，整个信号回路绝大部分仍是电气信号，容易引入干扰，且输入和输出回路距离太近(小于I毫米)，绝缘强度不超过3Kv，这就导 致了模拟输入模块的损坏，进而增加了测试系统的运行维护成本并且大大降低了其使用效率。
实用新型内容本实用新型实施例的主要目的在于提供一种基于RTDS的信号处理装置及测试系统，以解决现有技术中的测试系统由于信号干扰而导致的模拟输入模块损坏、进而增加测试系统运行维护成本的问题。为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种基于RTDS的信号处理装置，所述装置包括模拟滤波电路，与待测设备输出端连接，用于对所述待测设备输出的暂态信号进行模数滤波处理；信号处理电路，分别与所述的模拟滤波电路和所述待测设备输出端连接，用于处理模拟滤波器的输出信号，并对所述待测设备的输出信号进行数字积分处理并输出。具体地，所述的模拟滤波电路包括运算放大器、第一电容器、第二电容器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述运算放大器的同相端与第二电阻器相连，所述第一电阻器连接在所述待测设备的输出端和所述运算放大器的反相端，所述第三电阻和第四电阻串联后连接在所述运算放大器的反相端和输出端之间，所述第一电容器连接在所述运算放大器的反相端和输出端之间，所述第二电容器连接在所述第三电阻和第四电阻的连接点和地之间。上述的信号处理电路包括第一模拟数字转换器，与所述的模拟滤波电路连接，用于将所述模拟滤波电路的输出信号转换为数字信号；数字积分器，与所述待测设备输出端连接，用于将所述待测设备的输出信号进行数字积分处理；接口电路，与所述的数字积分器连接，用于将所述数字积分器的输出信号和所述模拟数字转换器的输出信号发送至光脉冲转换电路。其中，数字积分器具体包括第二模拟数字转换器、累加器、第一高通滤波器和第二高通滤波器，其中，所述第二模拟数字转换器分别与所述待测设备输出端和所述第一高通滤波器连接，所述的累加器分别与所述第一高通滤波器和第二高通滤波器连接，所述的第二高通滤波器与所述接口电路连接。 本实用新型实施例还提供一种基于RTDS的测试系统，所述的系统包括上述的信号处理装置。借助于上述技术方案至少之一，通过模拟滤波电路和信号处理电路对待测设备输出的信号进行处理，可以有效的实现模拟信号的抗干扰传输，保护测试系统中的模拟输入模块，从而可以降低测试系统的运行维护成本。
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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是根据本实用新型实施例的基于RTDS的信号处理装置的结构框图；图2是根据本实用新型实施例的模拟滤波电路I的电路图；图3是根据本实用新型实施例的信号处理电路2的结构框图；图4是根据本实用新型实施例的数字积分器的结构示意图。
具体实施方式
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。由于现有技术中的测试系统无法有效的实现干扰信号的隔离，导致了测试系统中模拟输入模块容易被损坏，进而导致了测试系统维护成本的增加。基于此，本实用新型实施例提供一种基于RTDS的信号处理装置及测试系统。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。本实用新型实施例提供一种基于RTDS的信号处理装置，如图I所示，该装置包括模拟滤波电路1，与待测设备输出端连接，用于对待测设备输出的暂态信号进行模数滤波处理；信号处理电路2，分别与模拟滤波电路和待测设备输出端连接，用于处理模拟滤波器的输出信号，并对待测设备的输出信号进行数字积分处理并输出。由以上描述可知，通过模拟滤波电路和信号处理电路对待测设备输出的信号进行处理，可以有效的实现模拟信号的抗干扰传输，进而保护测试系统中模拟输入模块，相比于现有技术，由于本实用新型实施例可以有效保护模拟输入模块从而可以降低测试系统的运行维护成本。具体地，如图2所示，模拟滤波电路I包括运算放大器U21、第一电容器C21、第二电容器C22、第一电阻R21、第二电阻R22、第三电阻R23和第四电阻R24，运算放大器U21的同相端与第二电阻R22相连，第一电阻R21连接在待测设备的输出端和运算放大器U21的反相端，第三电阻R23和第四电阻R24串联后连接在运算放大器U21的反相端和输出端之间，第一电容器C21连接在运算放大器U21的反相端和输出端之间，第二电容器C22连接在第三电阻R23和第四电阻R24的连接点和地之间。在实际操作中，运算放大器U21可以采用Analog Device公司的AD820AR ;第一电阻R21的阻值为IOk Q，第二电阻R22阻值为8k Q，第三电阻R23和第四电阻R24的阻值为25让0，上述电阻的温度系数均小于15父10-6/1。第一电容器C21的容值为IOOnF,第二电容器C22的容值为0. Olii F。如图3所示，上述信号处理电路2包括第一模拟数字转换器ADC1，与模拟滤波电路连接，用于将模拟滤波电路的输出信号转换为数字信号；数字积分器，与待测设备输出端连接，用于将待测设备的输出信号进行数字积分处理；接口电路U31，与数字积分器连接，用于将数字积分器的输出信号和模拟数字转换器的输出信号发送至光脉冲转换电路。该输出可以通过光纤输出。优选地，上述ADCl可以采用TI公司的ADS8365，U31采用的是美国Altera公司的EP1C12Q240I7。具体地，如图4所示，上述数字积分器包括第二模拟数字转换器ADC2、累加器AR、第一高通滤波器HPFl和第二高通滤波器HPF2，其中，第二模拟数字转换器ADC2分别与待测设备输出端和第一高通滤波器HPFl连接，累加器AR分别与第一高通滤波器HPFl和第二高通滤波器HPF2连接，第二高通滤波器HPF2与接口电路连接。优选地，ADC2采用TI公司的ADS8365，HPFl、HPF2和AR可以由软件实现，HPFl、HPF2和AR的硬件平台可以采用TI公司TMS320F28335实现。本实用新型实施例还提供一种基于RTDS的测试系统，该系统包括上述的信号处理装置，将该信号处理装置设置在RTDS信号隔离装置中，可以抗干扰信号，保护RTDS输入回路。由以上描述可知，本实用新型实施例可以实现模拟信号远距离、无干扰、隔离的传输，可用于分布式测量，保护昂贵的数字仿真系统。综上所述，本实用新型实施例主要用于保护RTDS的输入隔离，与现有技术比较，本实用新型实施例具有如下优点I、具有很好的暂态特性，在强干扰环境中能对测试系统起到很好的保护作用；2、具有很好的温度稳定性和抗振动特性，在_40°C +80°C的温度变化范围内，数字化测量系统因温度变化引起的测量误差小于±0. 05% ;外部振动对测量装置的准确度不会造成任何影响。以上所述的具体实施例，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例而已，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。
权利要求1.一种基于RTDS的信号处理装置，其特征在于，所述的装置包括 模拟滤波电路，与待测设备输出端连接，用于对所述待测设备输出的暂态信号进行模数滤波处理； 信号处理电路，分别与所述的模拟滤波电路和所述待测设备输出端连接，用于处理模拟滤波器的输出信号，并对所述待测设备的输出信号进行数字积分处理并输出。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述的模拟滤波电路包括 运算放大器、第一电容器、第二电容器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，其中， 所述运算放大器的同相端与第二电阻器相连，所述第一电阻器连接在所述待测设备的输出端和所述运算放大器的反相端，所述第三电阻和第四电阻串联后连接在所述运算放大器的反相端和输出端之间，所述第一电容器连接在所述运算放大器的反相端和输出端之间，所述第二电容器连接在所述第三电阻和第四电阻的连接点和地之间。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述的信号处理电路包括 第一模拟数字转换器，与所述的模拟滤波电路连接，用于将所述模拟滤波电路的输出信号转换为数字信号； 数字积分器，与所述待测设备输出端连接，用于将所述待测设备的输出信号进行数字积分处理； 接口电路，与所述的数字积分器连接，用于将所述数字积分器的输出信号和所述模拟数字转换器的输出信号发送至光脉冲转换电路。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的数字积分器包括 第二模拟数字转换器、累加器、第一高通滤波器和第二高通滤波器，其中， 所述第二模拟数字转换器分别与所述待测设备输出端和所述第一高通滤波器连接，所述的累加器分别与所述第一高通滤波器和第二高通滤波器连接，所述的第二高通滤波器与所述接口电路连接。
5.一种基于RTDS的测试系统，其特征在于，所述的系统包括如权利要求I至4中任一项所述的信号处理装置。
专利摘要本实用新型提供一种基于RTDS的信号处理装置及测试系统，其中，该信号处理装置包括模拟滤波电路，与待测设备输出端连接，用于对待测设备输出的暂态信号进行模数滤波处理；信号处理电路，分别与模拟滤波电路和待测设备输出端连接，用于处理模拟滤波器的输出信号，并对待测设备的输出信号进行数字积分处理并输出。通过本实用新型，可以有效的实现模拟信号的抗干扰传输，保护测试系统中的模拟输入模块，从而可以降低测试系统的运行维护成本。
文档编号G01R31/00GK202494730SQ20122000070
公开日2012年10月17日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者吴涛, 姚谦, 王鹏, 苏为民, 贾文双 申请人:华北电力科学研究院有限责任公司