一种高速采样回放器的制作方法

本发明涉及一种高速采样回放器，属电力电子技术领域。

背景技术：

电力线的干扰信号众多，随着用电设备的无规律切入切出，干扰信号随机分布，同时具有时变性特征。载波通信使用电力线作为传输信道，电网的干扰信号对通信过程有严重影响，导致现有载波通信的抄表成功率偏低，数据传输速率低下。通常的干扰噪声随机回放时难以还原现场真实的噪声环境，开展电力线干扰信号提取与同步回放装置的研究有很大的现实意义。

现有的信号采样回放单元无法满足实际测试需求，在干扰噪声的采样时同步提取工频时域特征，回放时结合实验环境中的工频时域特征进行同步回放。如何消除现场工频和实验室工频的差异导致的回放干扰信号的畸变和损失，做到干扰信号的无失真同步回放，这一点值得深入研究。因此有必要发明一种高速采样回放器。

技术实现要素：

本发明的目的是，针对现有的信号采样回放单元无法满足实际测试需求的问题，本发明提供一种高速采样回放器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高速采样回放器，由高速带通采样板和高速带通回放板组成；所述高速带通采样板通过中频进行下变频处理得到FFT频谱和数据储存，所述高速带通回放板利用上变频到中频进行回放，所述高速带通采样板的采样板处理器将采样处理后的信号通过USB数据接口传输至高速带通回放板的回放板处理器，再通过高速带通回放板将信号进行回放处理。

所述高速带通采样板包括防混叠滤波器、A/D带通采样模块、数字下变频器DDC、FFT计算频谱、滤波器、采样板处理器和数据存储器。

所述高速带通采样板输入37.95M中频带宽，经过防混叠滤波器进行处理，处理后的信号通过A/D带通采样模块采集后，再通过数字下变频DDC至2MHz，得到的2MHz信号一路通过1024FFT计算频谱，并通过滤波器处理传输至采样板处理器，另一路存储于数据存储器，所述数据存储器连接于采样板处理器。

所述采样板处理器还连接有LCD显示屏和电子硬盘，分别用于显示频谱信号和存储信号资料。

所述采样板处理器外接串行同步通信口和控制口，所述串行同步通信口包括CLK、DATA、EN端口，所述控制口为I/O口。

所述高速带通回放板包括回放板处理器、DUC数字上变频器、D/A转换模块、高速运放器、带通滤波器和中频输出。

所述回放板处理器通过USB数据接口接收到高速带通采样板处理得到并存储于电子硬盘中的FFT频谱信号，并依次通过DUC数字上变频器、D/A转换模块、高速运放器以及带通滤波器得到37.95MHz中频输出。

所述回放版处理器将接收到的信号，也通过FFT频谱处理，显示于LCD显示屏上。

所述回放板处理器也外接串行同步通信口和控制口，所述串行同步通信口包括CLK、DATA、EN端口，所述控制口为I/O口。

本发明的有益效果：本发明的高速采样回放器针对中频进行下变频处理得到FFT频谱和数据储存，同样利用上变频到中频进行回放，实现高速采样回放，设备包含一定的外置控制接口和通信接口，便于频率变换和幅度调节使用。

附图说明

图1为本发明高速带通采样板的结构示意图；

图2为本发明高速带通回放板的结构示意图；

图3为本发明数字下变频DDC的频率变化示意图；

图4为本发明数字下变频器的结构示意图；

图5为本发明FFT频谱原理示意图；

图6为本发明FFT频谱找到相应频谱对应频率点，再进行换算和合并后的示意图；

图7为本发明数字上变频器的结构示意图；

图8为本发明分段存储与分段回放的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。

参照图1和图2，本发明实施例提供了一种高速采样回放器，由高速带通采样板和高速带通回放板组成；所述高速带通采样板通过中频进行下变频处理得到FFT频谱和数据储存，所述高速带通回放板利用上变频到中频进行回放，所述高速带通采样板的采样板处理器将采样处理后的信号通过USB数据接口传输至高速带通回放板的回放板处理器，再通过高速带通回放板将信号进行回放处理；所述高速带通采样板输入37.95M中频带宽，经过防混叠滤波器进行处理，处理后的信号通过A/D带通采样模块采集后，再通过数字下变频DDC至2MHz，得到的2MHz信号一路通过1024FFT计算频谱，并通过滤波器处理传输至采样板处理器，另一路存储于数据存储器，所述数据存储器连接于采样板处理器；所述回放板处理器通过USB数据接口接收到高速带通采样板处理得到并存储于电子硬盘中的FFT频谱信号，并依次通过DUC数字上变频器、D/A转换模块、高速运放器以及带通滤波器得到37.95MHz中频输出。

所述采样板处理器还连接有LCD显示屏和电子硬盘，分别用于显示频谱信号和存储信号资料；所述采样板处理器外接串行同步通信口和控制口，所述串行同步通信口包括CLK、DATA、EN端口，所述控制口为I/O口；所述回放版处理器将接收到的信号，也通过FFT频谱处理，显示于LCD显示屏上；所述回放板处理器也外接串行同步通信口和控制口，所述串行同步通信口包括CLK、DATA、EN端口，所述控制口为I/O口。

本实施例的工作原理：

1、数字下变频DDC原理，参照图3和图4所示。

采样频率20MSPS，中频频率38MHz，有用频谱搬移到2MHz，无用频谱18M和22M。数字下变频到2MHz，数字滤波器保证滤除杂散分量，减少采样失真。

2、FFT频谱原理，参照图5和图6所示。

频谱显示采用1024FFT算法，可得到1024个频谱，实用512个。

需要进行补偿和截取。

补偿：滤波器的带内波动影响结果；

截取：滤波器的边缘影响频谱准确性。

图5中，FFT仅用中间区域，两边因为接近滤波器边缘所以放弃；

找到相应频谱对应频率点，再进行换算和合并。得到图6的图形。

3、数字上变频DUC原理的结构图如图7。

4、分段存储与分段回放的示意图如图8。

本实施例的高速采样回放器针对中频进行下变频处理得到FFT频谱和数据储存，同样利用上变频到中频进行回放，实现高速采样回放，设备包含一定的外置控制接口和通信接口，便于频率变换和幅度调节使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。