一种信号延迟时间精确测量装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种信号延迟时间精确测量装置，包括比较放大单元(10)、信号处理单元(20)、微处理单元(30)、显示单元(40)，比较放大单元与信号处理单元连接，信号处理单元与微处理单元连接，微处理单元与显示单元连接。信号延迟时间的精确测量装置主要是为了精确地测试延迟时间。具体而言，信号延迟时间的精确测量装置主要测量从传输线始端传播到终端的时间，以及从传输线始端传播到终端再从终端反射回始端的时间。整个装置由比较放大单元、信号处理单元、微处理单元和显示单元四部分组成。该装置先将延迟时间通过比较放大器转换为数字信号，然后送给可编程逻辑器件进行信号处理，接着由微处理器来计算和控制，最后由显示单元将结果显示出来。
【专利说明】一种信号延迟时间精确测量装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及传输线传播特性的研究【技术领域】，具体而言，涉及一种信号延迟时间精确测量装置。
【背景技术】
[0002]随着电子、通信和电力系统等领域的技术发展需要，有关传输线的研究越来越引起人们的关注。研究传输线的传播特性有相当的难度，却又是十分有意义的。
[0003]由于分布参数电路本身存在的各种问题研究具有较大的难度，就均匀传输线而言，仍然有不少问题值得研究。从实验的角度来研究电磁波在有损均匀传输线上的传播特性，不仅可以观察到计算机仿真中不能观察到的实验现象，而且也会很自然地为探索高精度的输电线路故障定位装置作一些基础的准备。同时，随着电力系统规模的不但扩大，输电线路电压等级的提高，输电距离越来越长。输电线路运行正常与否对电力系统的安全稳定具有举足轻重的作用，一旦发生故障，必须尽快找到故障点，排除故障，恢复供电。这一过程所花的时间愈短，造成的损失就愈少，对系统的安全稳定运行构成的威胁就愈少。但是，高压和超高压输电线路都较长，且经过各种复杂的地形，要想很快早到故障点，绝非易事。多年来，国内外许多学者都在致力于线路故障定位装置的研究，其重点是如何提高定位装置的精确度。但目前实用化的定位产品在定位精度和动作可靠性等方面存在许多问题有待解决，难以满足运行现场高精度故障定位的要求。
【发明内容】
[0004]本发明所解决的技术问题:在研究电磁波在有损均匀传输线上的传播特性的过程中，如何精确地测量信号延迟时间。
[0005]本发明提供如下技术方案:一种信号延迟时间精确测量装置，包括比较放大单元、信号处理单元、微处理单元、显示单元，所述比较放大单元与信号处理单元连接，所述信号处理单元与微处理单元连接，所述微处理单元与显示单元连接，所述比较放大单元包括电压比较放大器，所述信号处理单元的功能由可编程逻辑器件完成，所述微处理单元包括微处理器。
[0006]信号延迟时间的精确测量装置主要是为了精确地测试延迟时间。具体而言，信号延迟时间的精确测量装置主要测量从传输线始端传播到终端的时间，以及从传输线始端传播到终端再从终端反射回始端的时间。整个装置由比较放大单元、信号处理单元、微处理单元和显示单元四部分组成。该装置先将延迟时间通过比较放大器转换为数字信号，然后送给可编程逻辑器件进行信号处理，接着由微处理器来计算和控制，最后由显示单元将结果显示出来。
[0007]作为本发明的进一步说明，所述显示单元包括一组LED显示器，所述LED显示器由显示电路驱动。两个比较放大器输出的信号经过信号处理单元处理后，得到的是一个反映延迟时间的二进制数，显示单元就是为了将此数直观的显示出来。有两种方法可以显示此数:一种方法是通过发光二极管显示出来；另一种方法是通过一组LED显示器显示出来。本发明优选LED显示器。
[0008]作为本发明的进一步改进，所述显示电路包括微处理器、晶振电路、复位电路、三个显示驱动芯片一、一个显示驱动芯片二、LED显示器、电容滤波器、电源，所述晶振电路和复位电路与微处理器连接，所述三个显示驱动芯片一分别与微处理器连接，所述一个显示驱动芯片二与微处理器连接，所述显示驱动芯片二连接有上拉电阻，所述LED显示器与显示驱动芯片一和显示驱动芯片二连接，所述LED显示器的片选信号经过显示驱动芯片一，所述LED显示器的段选信号经过显示驱动芯片二，所述电容滤波器并接在显示驱动芯片二的电源输入端。点亮显示器的方法有静态和动态两种，本发明采用动态显示方法，由于LED动态显示电流很大，在电源设计上若没有采取足够的去藕措施，则往往因动态电流过大而引起误动作。本发明通过在显示驱动芯片二电源输入端并接大容量电容滤波器，以避免LED动态显示因动态电流过大而引起误动作，保证LED动态显示准确、可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合附图对本发明做进一步的说明:
[0010]图1为本发明一种信号延迟时间精确测量装置的结构示意图；
[0011]图2为LED显不器的显不电路的电路原理图。
[0012]图中符号说明:
[0013]10—比较放大单元；
[0014]20 —信号处理单元；
[0015]30 —微处理单兀；300 —微处理器；301 —晶振电路；302 —复位电路；
[0016]40 一显示单元；400 — LED显示器；401 —显示驱动芯片一 ；402 —显示驱动芯片-* ;
[0017]C —电容；CO —电容滤波器；
[0018]R—电阻。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，一种信号延迟时间精确测量装置，包括比较放大单元10、信号处理单元20、微处理单元30、显示单元40。所述比较放大单元10与信号处理单元20连接,所述信号处理单元20与微处理单元30连接，所述微处理单元30与显示单元40连接。
[0020]所述比较放大单元10包括电压比较放大器，比较放大单元的作用是对输入的电压进行比较，并根据比较结果输出高、低两个电平的电压，以满足后面连接的数字电路对I和O两个逻辑电平的要求，主要由比较放大器完成。本发明中的比较放大单元是以集成电压比较放大器MAX9686及其外围电路构成。比较放大部分的具体实现电路是由两个MAX9686及其外围电路组成，两个比较器的电路原理图相同。
[0021]所述信号处理单元20的功能由可编程逻辑器件完成。可编程逻辑器件分为复杂可编程逻辑器件CPLD和现场可编程门阵列FPGA两类，本发明优选CPLD。
[0022]所述微处理单元30包括微处理器300，本发明优选AT89C51。
[0023]所述显示单元40包括一组LED显示器400。
[0024]如图2所示，所述LED显示器400由显示电路驱动，所述显示电路包括微处理器300、晶振电路301、复位电路302、三个显示驱动芯片一 401、一个显示驱动芯片二 402、LED显示器400、电容滤波器CO、电源，所述晶振电路301和复位电路302与微处理器300连接，所述三个显示驱动芯片一 401分别与微处理器300连接，所述一个显示驱动芯片二 402与微处理器300连接，所述显示驱动芯片二 402连接有上拉电阻R，所述LED显示器400与显示驱动芯片一 401和显示驱动芯片二 402连接，所述LED显示器400的片选信号CSl?CS3经过显示驱动芯片一 401，所述LED显示器400的段选信号DATAl?DATA7经过显示驱动芯片二 402，所述电容滤波器CO并接在显示驱动芯片二 402的电源输入端。
[0025]其中，所述显示驱动芯片一 401选用74ALS05，所述显示驱动芯片二 402选用74LS244。
[0026]上述显示电路的工作原理如下:驱动信号延迟时间的精确测量装置中的脉冲宽度测量模块中的计数器输出的8位二进制数通过可控的三态门与微处理器300相连，微处理器300读取此数并保持在内部数据存储器后，通过Pl.0控制三态门，使计数器对PO 口输出保持高阻状态。微处理器300对保存的二进制数先要进行二?十进制转化，分别将百、十、个位保存在数据存储器的不同地址单元中，然后经过软件译码，通过显示驱动芯片一 401和显示驱动芯片二 402驱动LED显示器400，将个、十、百位的数字依次显示在LED显示器400上。在图2中只画出了个位LED显示器400的电路原理图，十位和百位除了片选信号(个位片选信号为CS1，十位片选信号为CS2，百位片选信号为CS3)不同外，其它管脚的接法与个位LED显示器400完全相同。LED显示器400的片选信号CSl?CS3是由微处理器10的Pl.1、Pl.2、Pl.3产生的，通过软件延时1ms，对三个LED显示器400动态扫描。段选信号DATAl?DATA7 (经过显示驱动芯片二 402后为d0?d7)由PO 口产生，经显示驱动芯片二 402，加上拉电阻R后来驱动LED显示器400。
[0027]在实际研究中，本发明所述的信号延迟时间精确测量装置工作过程如下:将延迟时间通过比较放大器转换为数字信号，然后送给可编程逻辑器件进行信号处理，接着由微处理器300来计算和控制，最后由LED显示器400将结果显示出来。
[0028]以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种信号延迟时间精确测量装置，包括比较放大单元(10)、信号处理单元(20)、微处理单元(30)、显示单元(40)，其特征在于:所述比较放大单元(10)与信号处理单元(20)连接，所述信号处理单元(20)与微处理单元(30)连接，所述微处理单元(30)与显示单元(40)连接，所述比较放大单元(10)包括电压比较放大器，所述信号处理单元(20)的功能由可编程逻辑器件完成，所述微处理单元(30)包括微处理器(300)。
2.如权利要求1所述的一种信号延迟时间精确测量装置，其特征在于:所述显示单元(40)包括一组LED显示器(400)。
3.如权利要求2所述的一种信号延迟时间精确测量装置，其特征在于:所述LED显示器(400)由显示电路驱动，所述显示电路包括微处理器(300)、晶振电路(301)、复位电路(302)、三个显示驱动芯片一(401)、一个显示驱动芯片二(402)、LED显示器(400)、电容滤波器(CO)、电源，所述晶振电路(301)和复位电路(302)与微处理器(300)连接，所述三个显示驱动芯片一(401)分别与微处理器(300)连接，所述一个显示驱动芯片二(402)与微处理器(300)连接，所述显示驱动芯片二(402)连接有上拉电阻(R)，所述LED显示器(400)与显示驱动芯片一(401)和显示驱动芯片二(402)连接，所述LED显示器(400)的片选信号(CSl ；CS2 ；CS3)经过显示驱动芯片一(401)，所述LED显示器(400)的段选信号(DATA1?DATA7)经过显示驱动芯片二(402)，所述电容滤波器(CO)并接在显示驱动芯片二(402)的电源输入端。
【文档编号】G01R31/00GK104267285SQ201410513261
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】包宇航, 蔡文郁, 喻航, 罗成英, 林立志 申请人:苏州克兰兹电子科技有限公司