一种基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器及电子设备的制作方法

[0001]
本发明属于电力设备技术领域，尤其涉及一种基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器及电子设备。


背景技术：

[0002]
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
[0003]
在现代电力系统故障测试中，常常采用罗氏线圈进行电流采集，但是一般故障测距要求罗氏线圈的测量频率范围比较广，输出的信号可以被后级电路提取，有时要求罗氏线圈的一次侧行波电流几千安。
[0004]
发明人发现，市场上一般的信号发生设备幅值小或者方波特性不好，难于满足后级积分电路的要求；频率高、电流大的模拟发生器市面上比较少，价格也比较昂贵，故障测距对罗氏线圈采集积分电路又需要测试其线性畸变特性。


技术实现要素：

[0005]
为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明的第一个方面提供一种基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器，其能够更好的测量后级积分电路，模拟罗氏线圈的等效微分特性，测量整个录波电路的线性畸变程度。
[0006]
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0007]
一种基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器，包括依次串联连接的匹配电路、信号跟随电路、罗氏线圈等效微分特性电路和放大平衡电路；所述匹配电路用于提供稳定输入信号；所述放大平衡电路用于将输送出信号放大，且将单端不平衡信号转双端平衡方式输出。
[0008]
作为一种实施方式，所述匹配电路包括同轴电缆和第一电阻，信号输入端同轴电缆相连，同轴电缆与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与信号地连接。
[0009]
上述方案的优点在于，利用由同轴电缆和第一电阻构成的匹配电路，匹配了信号回路的阻抗，减少反射波的干扰，减少了信号噪声的干扰，提高了传输信号的质量。
[0010]
作为一种实施方式，所述信号跟随电路包括第一放大器和第二电阻，第一放大器的同相输入端与匹配电路的输出端连接，第一放大器的反相输入端与第一放大器的一端连接，第一放大器的输出端与第二电阻的另一端连接。
[0011]
上述方案的优点在于，在匹配电路与罗氏线圈等效微分特性电路之间加入信号跟随电路，减少反射波的干扰，减少了信号噪声的干扰，提高了传输信号的质量。
[0012]
作为一种实施方式，所述罗氏线圈等效微分特性电路包括电感和第三电阻，第三电阻的一端与信号跟随电路的输出端连接，第三电阻的另一端为输出端且与电感的一端连接，电感的另一端与信号地连接。
[0013]
上述方案的优点在于，通过电感和第三电阻代替传统罗氏线圈的笨重，替代了罗
氏线圈一次侧需要大电流的特性需求，减少了罗氏线圈测试中因为位置不固定的信号强弱不稳定影响，提升了电路中信号的线性度和连续性。
[0014]
作为一种实施方式，所述放大平衡电路为单端输入双端输出电路。
[0015]
作为一种实施方式，所述放大平衡电路由两个结构相同的第一个放大电路和第二个放大电路构成。
[0016]
上述方案的优点在于，对信号放大电路中的信号进行信号放大并进行平衡处理，消除信号源的共模信号，提高信号传输质量的稳定性可靠性。
[0017]
作为一种实施方式，第一个放大电路的正相输入端与罗氏线圈等效微分特性电路输出端连接，第一个放大电路的反相输入端与第二个放大电路的反相输入端连接，第二个放大电路的正相输入端与信号地连接。
[0018]
作为一种实施方式，所述第一个放大电路和第二个放大电路均由一个放大器、一个输入电阻、一个跟随电阻和一个输出电阻构成。
[0019]
作为一种实施方式，所述第一个放大电路和第二个放大电路的输出电阻均串接有输出电容。
[0020]
为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明的第二个方面提供一种电子设备，其包括上述所述的基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器。
[0021]
本发明的有益效果是：
[0022]
(1)本发明通过电阻和电感代替传统罗氏线圈的笨重，替代了罗氏线圈一次侧需要大电流的特性需求，减少了罗氏线圈测试中因为位置不固定的信号强弱不稳定影响，提升了电路中信号的线性度和连续性。
[0023]
(2)本发明通过信号不平衡电路转平衡电路中的两个运算放大器，对信号放大电路中的信号进行信号放大并进行平衡处理，消除信号源的共模信号，提高信号传输质量的稳定性可靠性。
[0024]
(3)本发明通过在信号同轴电缆输出端与信号平衡电路输入端之间加入运放跟随电路，匹配了信号回路的阻抗，减少反射波的干扰，减少了信号噪声的干扰，提高了传输信号的质量。
[0025]
本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0026]
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0027]
图1是本发明实施例的一种基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器结构示意图。
具体实施方式
[0028]
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0029]
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0030]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0031]
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
[0032]
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
[0033]
图1给出了本实施例的一种代替罗氏线圈的模拟发生器示意图，本实施例的基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器的电路的结构具体包括匹配电路，信号跟随器，罗氏线圈等效微分特性电路和放大平衡电路。
[0034]
在本实施中，匹配电路设置在信号输入端，用于向电路提供稳定输入信号，包括同轴电缆w1和第一电阻r1。其中，信号输入端同轴电缆w1与第一电阻r1一端连接，所述第一电阻r1另一端与信号地连接。
[0035]
本实施例通过在信号输入电路和地之间加第一电阻r1和跟随电路，通过对电路的阻抗匹配处理，可以减少信号放大电路中噪声信号的衰减干扰，提高了传输信号的质量。
[0036]
此处可以理解的是，在其他实施例中，匹配电路也可采用其他现有的匹配电路来实现。
[0037]
在本实施例中，信号跟随电路包括第一放大器a1和第二电阻r2，所述第一放大器a1的同相输入端与第一电阻r1一端连接，第一电阻r1另一端与所述信号回流地连接，所述第一放大器a1的反相输入端与第二电阻r2一端连接，所述第一放大器a1的输出端与第二电阻r2的另一端。
[0038]
优选地，第一放大器a1型号为lmh6612ma。
[0039]
本实施例中，在匹配电路与罗氏线圈等效微分特性电路之间加入信号跟随电路，减少反射波的干扰，减少了信号噪声的干扰，提高了传输信号的质量。
[0040]
在本实施例中，采用第三电阻r3和电感l1组成罗氏线圈等效微分特性电路，其中，第三电阻r3一端与放大平衡电路的输入端连接，第三电阻r3的另一端与电感l1连接。
[0041]
本实施例通过电感和第三电阻r3代替传统罗氏线圈的笨重，替代了罗氏线圈一次侧需要大电流的特性需求，减少了罗氏线圈测试中因为位置不固定的信号强弱不稳定影响，提升了电路中信号的线性度和连续性。
[0042]
在本实施例中，放大平衡电路用于将输送出信号放大，且将单端不平衡信号转双端平衡方式输出。其中，所述放大平衡电路由两个结构相同的第一个放大电路和第二个放大电路构成。第一个放大电路的正相输入端与罗氏线圈等效微分特性电路输出端连接，第一个放大电路的反相输入端与第二个放大电路的反相输入端连接，第二个放大电路的正相输入端与信号地连接。所述第一个放大电路和第二个放大电路均由一个放大器、一个输入
电阻、一个跟随电阻和一个输出电阻构成。
[0043]
在具体实施中，所述第一个放大电路和第二个放大电路的输出电阻均串接有输出电容。
[0044]
具体地，如图1所示，放大平衡电路包括放大器a2、放大器a3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电容c1、电容c2和接线端子j2，所述信号放大器a2的同向输入端与电阻r3连接，所述信号放大器a2的反向输入端与电阻r5一端连接，所述信号放大器a2的输出端与电阻r5另一端连接，所述信号放大器a2的反向输入端与电阻r6一端连接，所述信号放大器a3的同向输入端与电阻r8一端连接，电阻r8另一端与地连接，所述信号放大器a3的反向输入端与电阻r7一端连接，所述信号放大器a3的输出端与电阻r7另一端连接，所述信号放大器a3的反向输入端与电阻r6一端连接，所述电阻r9一端与放大器a2的输出端连接，所述电阻r9另一端与电容c1一端连接，所述电阻r10一端与放大器a3的输出端连接，所述电阻r10另一端与电容c2一端连接，所述电容c1另一端与差分接线端子j2一端连接，所述电容c2另一端与差分接线端子j2一端连接。
[0045]
优选地，放大器a2和放大器a3型号均为lmh6612ma。
[0046]
本实施例通过信号放大电路中的放大器a1、放大器a2，电阻r1、电阻r2、电阻r3，以及电容c1、电容c2，实现对放大电路的输入信号进行同相比例放大，不仅提高了电路中信号的强度，而且提升了电路中信号的线性度和信号传递的连续性。
[0047]
本实施例解决了市场上一般的信号发生设备幅值小或者方波特性不好，难于满足后级积分电路的要求；频率高、电流大的模拟发生器市面上比较少，价格也比较昂贵，故障测距对罗氏线圈采集积分电路又需要测试其线性畸变特性的问题，利用信号发生器输出电压信号转换成电流信号，并模拟出罗氏线圈的特性曲线以至于供后级积分放大电路使用。
[0048]
本实施例还提供了一种电子设备，其包括上述所述的基于罗氏线圈特性的等效模拟发生器。其中，电子设备的其他结构均采用现有电路结构来实现，此处不再累述。
[0049]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。