一种智能矩阵式滤波器处理电路的制作方法

本实用新型属于电力设备带电测试技术领域，涉及一种智能矩阵式滤波器处理电路。

背景技术：

局部放电带电测试或在线监测行业涉及的知识范围广，现场情况复杂多变，尤其是现场干扰信号源多且复杂，对检测人员的技术水平和经验水平要求很高，这就给电力设备的状态判断、故障诊断的现场操作带来了相当大的困难。因此，迫切需要一种能自动去除检测信号中的干扰信号的矩阵式滤波器处理电路。

目前测试时主要存在问题：采用高通、低通或带通滤波器方法处理干扰信号时，该方法针对单频段干扰虽然可以有效去除干扰，但同时大大压缩了有效检测频段，严重影响了检测结果的准确性；同时检测过程中的信号噪声较大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能能够同时对多个频段的信号进行处理、能够隔离干扰噪声且能快速处理复杂的现场干扰信号的智能矩阵式滤波器处理电路。

为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种智能矩阵式滤波器处理电路，其包括输入保护放大电路、第一至第三智能矩阵开关电路、高通滤波矩阵、低通滤波矩阵、高速A/D采集卡和控制处理器；所述输入保护放大电路的输入端接被测设备信号输出端；所述输入保护放大电路的输出端经所述第一智能矩阵开关电路分别接所述高通滤波矩阵的相应输入端；所述高通滤波矩阵的输出端经所述第二智能矩阵开关电路接所述低通滤波矩阵的相应输入端；所述低通滤波矩阵的输出端经所述第三智能矩阵开关电路接所述高速A/D采集卡的相应输入端；所述高速A/D采集卡的输出端接所述控制处理器的相应输入端；所述第一至第三智能矩阵开关电路的控制输入端分别接所述控制处理器的相应输出端。

所述输入保护放大电路包括双向稳压管D1、电容C1、电容C2、电感L1、运算放大器AR1、第一输入端I1和第二输入端I2；

被测设备信号输出端分别接所述第一输入端I1和第二输入端I2；

所述双向稳压管D1并联在第一输入端I1与第二输入端I2之间；

所述电容C1与C2串联后接在所述第一输入端I1与运算放大器AR1的输入端之间；所述电感L1接在所述电容C1与电容C2的节点和地之间；

所述运算放大器AR1的输出端接所述第一智能矩阵开关电路的相应输入端；所述运算放大器AR1的接地端分别接地。

所述第一智能矩阵开关电路是由2个型号为AD8113的切换矩阵模块及其外围电路构成的16入32出多路选择开关。

所述高通滤波矩阵由30个高通滤波器构成。

所述第二智能矩阵开关电路是由4个型号为AD8113的切换矩阵模块及其外围电路构成的32入32出多路选择开关。

所述低通滤波矩阵由30个低通滤波器构成。

所述第三智能矩阵开关电路是由2个型号为AD8113的切换矩阵模块及其外围电路构成的32入16出多路选择开关。

所述运算放大器AR1的型号为AG403-86。

所述控制处理器为计算机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能够同时对多个频段的信号进行处理，最大限度的保证有效检测频段；使用矩阵式滤波器，能够同时对多个频段的信号进行处理；采用高低通滤波器能够隔离干扰噪声；普通的检测员也能简单、快速的完成复杂的现场干扰信号处理工作；本实用新型具有操作简单、实用性强，自动对现场局放检测信号和干扰进行识别分析，矩阵滤波器内的多个滤波器根据控制要求组合，对输入信号进行处理。

附图说明

图1为本实用新型原理框图。

图2为输入保护放大电路原理图。

具体实施方式

由图1-2所示的实施例可知，它包括输入保护放大电路、第一至第三智能矩阵开关电路、高通滤波矩阵、低通滤波矩阵、高速A/D采集卡和控制处理器；所述输入保护放大电路的输入端接被测设备信号输出端；所述输入保护放大电路的输出端经所述第一智能矩阵开关电路分别接所述高通滤波矩阵的相应输入端；所述高通滤波矩阵的输出端经所述第二智能矩阵开关电路接所述低通滤波矩阵的相应输入端；所述低通滤波矩阵的输出端经所述第三智能矩阵开关电路接所述高速A/D采集卡的相应输入端；所述高速A/D采集卡的输出端接所述控制处理器的相应输入端；所述第一至第三智能矩阵开关电路的控制输入端分别接所述控制处理器的相应输出端。

所述输入保护放大电路包括双向稳压管D1、电容C1、电容C2、电感L1、运算放大器AR1、第一输入端I1和第二输入端I2；

被测设备信号输出端分别接所述第一输入端I1和第二输入端I2；

所述双向稳压管D1并联在第一输入端I1与第二输入端I2之间；

所述电容C1与C2串联后接在所述第一输入端I1与运算放大器AR1的输入端之间；所述电感L1接在所述电容C1与电容C2的节点和地之间；

所述运算放大器AR1的输出端接所述第一智能矩阵开关电路的相应输入端；所述运算放大器AR1的接地端分别接地。

所述第一智能矩阵开关电路是由2个型号为AD8113的切换矩阵模块及其外围电路构成的16入32出多路选择开关。

所述高通滤波矩阵由30个高通滤波器构成。

所述第二智能矩阵开关电路是由4个型号为AD8113的切换矩阵模块及其外围电路构成的32入32出多路选择开关。

所述低通滤波矩阵由30个低通滤波器构成。

所述第三智能矩阵开关电路是由2个型号为AD8113的切换矩阵模块及其外围电路构成的32入16出多路选择开关。

所述运算放大器AR1的型号为AG403-86。

所述控制处理器为计算机。

被测设备输出信号经电容C1、C2耦合、滤波进入到运算放大器AR1中，信号经AR1阻抗匹配后再经过R2~R17分路电阻进入到芯片内部的矩阵开关，第一智能矩阵开关电路通过由控制处理器控制选择打开需要的高通滤波器并将信号传给打开的高通滤波器，信号经高通滤波器过滤后传给下一级第二智能矩阵开关电路，第二智能矩阵开关电路经过控制处理器控制选择打开相应低通滤波器，经低通滤波器过滤后的信号再经第三智能矩阵开关电路将信号输出的同时也将信号输入到A/D转换模块中，A/D转换模块再将信号输入给计算机，计算机对信号处理后自动控制第一至第三智能矩阵开关电路的动作。

矩阵滤波器由众多滤波器和组合开关组成，工作时由组合开关自由组合，可同时对多个检测频段进行处理。

使用矩阵式滤波器，能够同时对多个频段的信号进行处理，在检测过程中的使用效果如图所示，这样就能最大限度的保证有效检测频段。

输入保护是为安全考虑，在输入端并联双向稳压管D1，利用双向稳压管的反向特性，在两端加一定的反向电压之后，二极管反向导通，从而到达“稳压”的作用。在双向稳压管D1的后端连接滤波器，对输入的信号进行滤波，去除干扰信号。

由于在设计频带上，带通滤波器设计参数选取上存在困难，因此本装置的滤波电路由高通滤波器和低通滤波器共同完成矩阵式滤波器隔离干扰噪声。高通滤波器的截至频率为30kHz，起到抑制现场电晕干扰和噪声的作用；低通滤波器即带阻滤波器，主要抑制100MHz，频率附近的干扰信号。高低通滤波器采用矩阵式滤波器，使用矩阵式切换芯片，用作开关使用。输入采用多路选择开关16入32出，高低通滤波器之间采用多路选择开关32入32出，输出采用多路选择开关32入32出。因此，采用矩阵式滤波器，能够同时对多个频段的信号进行处理，在检测过程中自动对现场局放检测信号和干扰进行识别分析,自动控制模拟矩阵滤波器内的多个滤波器按要求组合，对输入信号进行处理，这样就能最大限度的保证有效检测频段。

利用矩阵式滤波器，能够同时对多个频段的信号进行处理；使用高低通滤波器能够隔离干扰噪声；自动控制模拟矩阵滤波器内的多个滤波器按要求组合，对输入信号进行处理。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。