CN103905045B - 基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法。本发明检测方法依据交流量信号及其经模数转换设备输出的物理层交流采样值信号，通过采样值信息获取且采样值信号再经数模转换还原为模拟量，以模数转换设备的模数转换迟延时间开关响应检测为基础，根据交流量信号、采样值信号、模拟量信号之间的实时响应特性检测，以及采样值信号及其携带信息的物理一致性检验，并综合采样值信号暂态的准同步特性与量测信息进行测算，可检验交流模数转换设备的交流信号至采样值转换的迟延时间、暂态测量准确性及其秒时域误差分布。该方法是目前交流稳态信号数字化采样检测方法的补充与完善，可深化交流信号数字化采样技术的物理溯源程度。

Description

基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法

技术领域

本发明涉及电力设备检测方法，具体是一种基于通信物理层的交流采样值信号与信息，根据交流信号输入、采样值物理层信号输出以及采样值数据信息等三者之间的物理实时性与物理一致性，检测交流模数转换设备的实时转换迟延与暂态采样量测的方法。

背景技术

近年来，随着智能电子设备（intelligent electronic device，IED）技术能力提高，以及数据交换、网络通信技术的标准化应用，变电站实现了由微机化装置组成的综合自动化系统，向基于IEC61850数字化的变电站（以下简称，数字站）IED集成系统（以下简称，二次系统）的技术转变。

交流信号实时测量功能的正确性，是变电站设备与电网运行的基本安全保障。数字站交流信号实时测量功能，可由间隔层与过程层IED设备共同实现。工程实践中，数字站间隔层IED设备的测量、保护、故障分析等交流实时测量功能，易发生功率/差流偏差大、潮流计算不平衡等现象，影响一次设备和电网运行安全。而发生该类现象的间隔层IED设备，均具有综合多来源交流瞬时采样信号进行实时运算的共性特点。

数字站二次系统，可采用“三层IED设备、两层以太网络”的结构，分为站控层、间隔层、过程层的IED，各层IED设备之间分别组网连接，IED既可横向也可纵向交换数据；也可采用“三层IED设备共以太网络”的结构，既保留了上述优点也简化了系统设备的网络连接。其中，间隔层IED多为保护、安自、测控、故障记录等单元设备，过程层IED可为合并单元（merging unit，MU）、智能终端等单体（或一体化）设备，且MU可面向多个互感器进行交流合并采样。若以一次设备的间隔功能为整体（如，测控、保护等），则可将数字站二次系统相关间隔层、过程层IED划分成设备组，各设备组整体上类似于传统二次系统的间隔层设备（即，型式上可认为将传统间隔层IED，分为了间隔层的一次设备对象功能IED与过程层的一次设备接口IED）。

二次系统交流信号采样测量通道，由互感器一次侧至间隔层IED，可按电磁互感器、电子互感器等分为两种类型：一，电磁互感器，互感器输出反应一次侧状况的电流/电压信号，经模拟量合并单元进行内部A/D采样转换，MU合并生成数字信息并发送至间隔层IED；二，电子式互感器，互感器的传感器、A/D采集板之间直接连接并形成反应一次侧状况的数字信息，A/D采集板的数字信息输出端口与数字MU的输入端口直接连接，MU合并生成数字信息并发送至间隔层IED。因此，可将上述A/D采集板、MU输出的交流瞬时采样数字信息称为采样值（sampled value，SV），应能实时反应其互感器一次侧电流、电压的实际状况；MU与间隔层IED的SV信息链接方式，既可为端口间直接连接、也可为端口间经网络链接；互感器相关的间隔层IED，可共享该互感器MU的SV信息。

SV数据格式（以下简称，SV帧），可采用IEC60044-8、IEC61850-9-2标准。SV帧信息的传输媒介，可采用IEEE802标准规范的以太网物理层的通信规则、介质、接口，可采用光波、电平信号（以下简称，SV信号）承载的传输方式。通常SV信号包含了SV帧信息相应的信号段，即，可根据信号波形解析出其传输的信息。IED光、电接口之间的连接与通信，可采用光/电转换接口设备进行数据信号转换；接口设备转换迟延时间的不确定度一般可由其电信号输入/输出接口，采取数据信号经电/光转换、光纤连接与光/电转换过程测得（宜在100ns以内并应稳定）。

根据前述MU与间隔层IED的直接连接、网络链接等两种方式，若整体将互感器一次侧至MU输出SV采样值视同A/D转换环节，则可将MU实时反应互感器一次侧电流、电压状况并由SV信号承载的SV帧主要携带数据信息，分为两类（即，交流响应、时间同步）共三种：一，交流响应类的量测值（Val）信息，一次侧瞬时交流量的A/D比例转换值（可称为瞬时比差量测）；二，交流响应类的迟延时间值（Dly）信息，SV信号滞后于其Val的采样时刻的时间（若以交流信号周波为对象，则类似A/D转换带来角度滞后差）；三，时间同步类的帧序号值（Num）信息，用于表述MU的采样节拍稳定性，以及MU时间同步方式下表述不同MU之间采样时刻相对一致性。因此，间隔层IED直接连接MU时，可通过标记各SV信号的接收时刻，并结合其SV帧的Val、Dly信息，进行交流通道之间的实时测量；间隔层IED网络链接MU时，基于MU的SV信号交流响应正确性以及MU时间同步，一般可采取默认Num连续的SV信号时间间隔一致的方式，实现交流测量通道之间的运算。

例如，工程实际应用可忽略电磁式互感器产生的转换迟延时间，若模拟量MU输入50Hz电压（或电流）互感器信号ū（或ī）、内部比例转换系数k=1（如，k=ū÷Val）、采样频率4kHz，且MU时钟准确、稳定，则理想状况下：MU每秒内等间隔250μs同步采样4000次（即，1PPS间隔内采样4000点、每周波采样80点），并可以Num为0～3999顺序发送相应SV信号；若MU从采样交流信号至相应SV信号输出的迟延时间稳定，则可将SV的Dly置为常数（即Dly=C，一般应小于2ms）；Val为Dly时间前的瞬时交流信号幅度的数值，即Val_(t+Dly)=ū_(t)÷k=ū_(t)（或Val_(t+Dly)=ī_(t)）。其中，目前通常要求MU的SV抖动不超过10μs，即，若MU采样节拍稳定并且其某SV信号相较某基准时间断面的准同步度为±5μs，则相较基准断面不同MU的SV信号之间准同步差小于10μs（约0.2°），利于间隔层IED应用不同SV信号进行功率或差流的准确计算，但相关标准大都尚未明确定义到该程度。

至此，SV信号的交流实时响应能力，物理上可划分为三个层次：一，物理迟延性，反映某时刻一次侧交流量的物理SV信号，从一次侧采样、转换处理至SV信号输出的A/D转换全过程具有迟延；二，物理稳定性，SV信号迟延应稳定且应有较小的准同步度；三，物理一致性，SV信号及其SV帧中迟延时间Dly的信息，应与上述物理迟延性、稳定性一致，并且其SV数据帧中量测值Val的信息应正确反映其采样时刻的瞬时交流量。

综上所述，可将交流信号输入、内部模数转换并处理为SV信号输出的IED设备，统称为交流模数转换设备。该类设备的实际应用，既可为电子式互感器的A/D采集板，又可为输入电磁式互感器信号的模拟量MU，也可为A/D采集板与数字MU的集成设备组；其输出的SV信号可为电信号或光信号。通过交流量信号输入与SV电信号输出（或采用光/电转换接口设备和光纤将SV光信号转换为电信号，但应明确其转换迟延的不确定度），综合SV信号及其SV帧的实时性检测，结合SV信号的暂态过零测算与准同步测算，可检测该类设备实时响应能力的模数转换迟延与暂态过程量测的准确性。

目前检测SV信号（以下特指SV电信号）响应正确性，主要参照稳定的交流信号，多采用实时控制采样节拍进行量测迭代、过零比较相结合的稳态方法。而针对因设备的器件性能、时钟节拍控制、数字化处理等，所引起SV信号的采样滞后、离散分布等暂态响应特性，目前尚需完善与提高其检测方法的物理可展示性、可溯源性。

本申请采用“交流采样值信号数模转换器”（另案申请）的SV信号数模转换与标记的实时响应特性，以及采用“时标网络信号分析仪”（另案申请）的SV数据帧获取与脉冲标记SV信号的实时性，依据交流信号给出基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法。

发明内容

本发明提供一种基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法。基于交流信号输入、物理层采样值信号输出以及采样值数据信息等三者之间的物理相关性，用于检测交流模数转换设备的实时转换迟延与暂态采样量测能力的方法，可依据交流信号与采样值信号的暂态响应过程，检测交流采样值信号的转换实时性以及数据信息的物理一致性。

一种基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法，用到交流模数转换设备（1）、标准交流信号源（2）、示波器（3）、采样值数模转换器（4）、网络信号分析仪（5）、光电转换器（6）、电路连接器（7）以及光纤（9），标准交流信号源（2）的交流信号输出口（21）与交流模数转换设备（1）的交流信号输入口（11）与示波器（3）的第一通道输入口（31）之间串联或并联，交流模数转换设备（1）的光信号通信输出口（12）与光电转换器（6）的电信号通信输出口（61）之间由光纤（9）连接，光电转换器（6）的电信号通信输出口（62）连接至示波器（3）的第二通道输入口（32）和电路连接器（7）的第三接口（73），电路连接器（7）的第一接口（71）连接至采样值数模转换器（4）的电信号通信输入口（41）和网络信号分析仪（5）的电信号通信输入口（52），采样值数模转换器（4）的电信号通信输入口（42）和模拟量信号输出口（43）分别连接至示波器（3）的第四通道输入口（34）和第五通道输入口（35），网络信号分析仪（5）的标记电信号通信输入口接收信号的标记脉冲信号输出口（53）连接至示波器（3）的第六通道输入口（36），网络信号分析仪（5）的电信号通信输出口（51）连接至示波器（3）的第三通道输入口（33）、光电转换器（6）的电信号通信输入口（63）和电路连接器（7）的第二接口（72）。

如上所述的基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法所测试的交流模数转换设备实时响应能力的模数转换迟延偏差（ΔT_DLY）及模数转换准同步量测偏差（ΔU_QSyn），经过以下步骤检出：

步骤171：在标准交流信号源（2）设置交流信号输出口（21）输出的AC交流信号：置AC信号频率为f，若为交流电压信号（ū）则最大幅值为U且交流信号输出口（21）与交流信号输入口（11）和示波器（3）的第一通道输入口（31）之间为并联；若为交流电压信号（ī）则最大幅值为I且交流信号输出口（21）与交流信号输入口（11）和示波器（3）的第一通道输入口（31）之间为串联；并可知AC信号的半周期时间（ΔT/2）与半波参比基准积分值（U_ST）；

步骤172：在交流模数转换设备（1）的人机接口（15）设置：模数转换系数（k）为1，采样值信号（SV）每秒时段内等间隔发送次数（f_SV）为10×f，SV的帧信息的模数转换迟延信息（Dly）置为常数C，每秒时段内顺次SV的帧信息的序号值信息（Num）为0至（f_SV-1）；可知交流模数转换设备（1）的光信号通信输出口（12）或光电转换器（6）的电信号通信输出口（62）输出的SV采样间隔平均时间（δt）为1/f_SV；SV输出时刻的帧信息中的量测值信息（Val），为该时刻模数转换迟延时间（Δt_AD）前的交流信号输入口（11）的AC信号瞬时量测信息；

步骤173：在采样值数模转换器（4）的人机接口（45）设置：置数模转换系数（k′）为1，电信号通信输入口（41）接收到SV后由标记脉冲信号输出口（42）输出标记脉冲、由模拟量信号输出口（43）输出模拟量；其中，采样值数模转换器（4）电信号通信输入口（41）接收到SV后，经标记脉冲响应时间（Δt_RD）将由标记脉冲信号输出口（42）输出标记脉冲，经数模转换阶跃响应时间（Δt_DA）并按照SV的Val值将由模拟量信号输出口（43）输出模拟量；

步骤174：在网络信号分析仪（5）的人机接口（55）设置捕获某交流半波暂态过程SV数据：指定Num为n的SV为首个SV、Num为（n+5）的SV为SV′，若经电信号通信输入口（52）收到首个SV时则由标记脉冲信号输出口（53）的标记脉冲信号上升沿（53a）指向首个SV，并记录下Num为n的首个SV直至Num为（n+5）的SV′的数据组〔Num、Dly、Val〕；其中，53a响应电信号通信输入口（52）接收首个SV结束时刻（52a）的响应时间为Δt_RN；

步骤175：在示波器（3）设置：置显示与记录的时间域，由第六通道输入口（36）输入的网络信号分析仪（5）标记脉冲信号输出口（53）输出的标记脉冲信号上升沿（53a）触发锁定显示与记录域；

步骤181：电路连接器（7）内部将第一接口（71）仅与第三接口（73）连接；

步骤182：标准交流信号源（2）启动输出AC交流信号，示波器（3）的第一通道输入口（31）监测交流模数转换设备（1）的交流信号输入口（11）输入的AC信号正确；

步骤183：交流模数转换设备（1）启动交流信号输入口（11）至光信号通信输出口（12）并经光电转换器（6）的电信号通信输出口（62）输出的SV模数转换，示波器（3）的第二通道输入口（32）监测光电转换器（6）电信号通信输出口（62）的SV正常；

步骤184：采样值数模转换器（4）启动数模转换，示波器（3）的第四通道输入口（34）监测采样值数模转换器（4）的标记脉冲信号输出口（42）信号输出正常、模拟量信号输出口（43）信号输出正常；

步骤185：网络信号分析仪（5）启动判断接收指定的首个SV直至SV'暂态过程的数据；当网络信号分析仪（5）的电信号通信输入口（52）接收到首个SV时，则由标记脉冲信号上升沿53a启动步骤186，同时记录下首个SV的Num为n、Dly为C、Val为u0的数据组〔n、C、u0〕；网络信号分析仪（5）继续记录后续由电信号通信输入口（52）接收的Num为（n+5）的SV直至SV'，并得到数据组〔（n+1）、C、u1〕直至〔（n+5）、C、u5〕的记录，网络信号分析仪（5）的人机接口（55）保持数据组的显示并暂停工作；

步骤186：示波器（3）由第六通道输入口（36）输入的标记脉冲信号输出口（53）的53a锁定显示与记录时间域；由已知Δt_RN、Δt_RD、Δt_DA，可测得响应首个SV至SV'暂态过程的首个SV传输结束（52a）T1时刻的标记脉冲信号输出口（42）标记脉冲沿（42a）和模拟量信号输出口（43）模拟量变化沿（43a）时刻T2，并可测得响应SV'传输结束时刻T1'的标记脉冲信号输出口（42）标记脉冲沿（42a'）和模拟量信号输出口（43）模拟量变化沿（43a'）的时刻T2'，且T2与T1之差以及T2'与T1'之差应与已知的Δt_DA相符；检查模拟量信号输出口（43）响应T1时刻且由T2起始至T2'的暂态过程，响应首个SV的43a的起始点p的信号值u'0点至响应SV'的43a'的信号值u'5点之间的模拟量信号趋势，应与网络信号分析仪（5）的人机接口（55）记录的u1至u5数据值相符；由第五通道输入口（35）滞后于第一通道输入口（31）信号波形的趋势一致性，可测得相对第五通道输入口（35）的u'0至u'5点暂态过程的第一通道输入口（31）的AC信号过零点c和过零时刻Tc，并可核查AC信号半波参比基准值U_ST的正确性；若检测交流模数转换设备（1）实时响应能力的暂态过程首个SV至SV'相对AC信号的ΔT_DLY、模数转换准同步量测偏差（ΔU_QSyn），则分别转至步骤301、步骤351；

步骤301：在第一通道输入口（31）的AC信号过零点c相应第五通道输入口（35）的模拟量信号输出口（43）模拟量信号趋势的u'4至u'5点的过零轴时间段，可依据网络信号分析仪（5）的人机接口（55）的显示值u4与u5，修正u'4、u'5点分别为a'、b'点，作过a'与b'点辅助连线并与零轴相交得模拟量信号输出口（43）信号暂态过程相对AC信号c点的过零测算点c'和过零时刻Tc'，可测算得模拟量信号输出口（43）输出响应交流信号输入口（11）输入AC信号的过零响应修正测算时间Δt_ZC=Tc'-Tc；

步骤302：由已知的采样值数模转换器（4）的Δt_DA，可测算得交流模数转换设备（1）的模数转换迟延时间的修正测算值Δt_AD=Δt_ZC-Δt_DA；

步骤303：由模数转换迟延时间的修正测算值Δt_AD，以及由网络信号分析仪（5）的人机接口（55）显示的模数转换迟延时间常数值C，可得交流模数转换设备（1）在首个SV至SV'相对交流信号AC的暂态过程模数转换迟延时间偏差ΔT_DLY=Δt_AD-C；ΔT_DLY包含了从交流模数转换设备（1）的光信号通信输出口（12）经光纤和光电转换器（6）的光信号通信输入口（61）至电信号通信输出口（62）的SV光电转换迟延时间不确定度，且不确定度小于光电转换器（6）由电信号通信输入口（63）至光信号通信输出口（64）、经光纤（9）以及光信号通信输入口（61）至电信号通信输出口（62）共同组成的整体信号传输迟延时间Δt_LE；

步骤351：在示波器（3），可根据第六通道输入口（36）的53a，得到第二通道输入口（32）的首个SV至SV'的暂态过程，并相应得到第四通道输入口（34）的42a至42a'以及第五通道输入口（35）的u'0至u'5的信号实时响应过程，可测得首个SV至SV'的暂态过程共6个采样信号之间的5个实际间隔时间值且顺次为δt1至δt5；

步骤352：由第二通道输入口（32）或第四通道输入口（34）或第五通道输入口（35）测得的δt1至δt5，以及由网络信号分析仪（5）的人机接口（55）显示的u0至u5，可测算得交流模数转换设备（1）的准同步采样量测积分值U_QSyn；

步骤353：由U_QSyn以及U_ST，可得交流模数转换设备（1）在首个SV至SV'相对交流信号AC的暂态过程的准同步量测偏差ΔU_QSyn=U_QSyn-U_ST。

本发明检测方法符合量值传递的原则要求，是目前交流稳态信号数字化采样检测方法的补充与完善。该检测方法，通过交流量信号输入、SV信号输出与模拟量信号还原，以模数转换设备的模数转换迟延时间开关响应检测为基础，综合SV信号及其SV帧的实时性检测，并结合SV信号的暂态过零测算与准同步测算，可检验交流模数转换设备的交流信号至采样值转换的迟延时间（或称为转换角差）、暂态测量（或称为比差量测）准确性及其秒时域误差分布。该方法，可深化交流信号数字化采样技术的物理溯源程度，有利于采样值数据共享技术应用及标准化发展，有利于厂站、电网运行安全水平的进一步提高，有利于支撑实时监控与智能化应用能力的进一步提升，有利于促进新型交流信号测量设备的社会化应用。

附图说明

图1是本发明的光电转换器与网络信号分析仪的回路连接示意图；

图2是本发明的光电转换迟延与网络信号分析仪标记响应的波形时序示意图；

图3是本发明的光电转换迟延与网络信号分析仪标记响应的检测步骤示意图；

图4是本发明的采样值数模转换器的回路连接示意图；

图5是本发明的采样值数模转换器的实时响应特性的波形时序示意图；

图6是本发明的采样值数模转换器的实时响应特性的检测步骤示意图；

图7是本发明的交流模数转换设备的开关响应采样值迟延的一种检测回路连接示意图；

图8是本发明的交流模数转换设备的采样值迟延的波形时序检测示意图；

图9是本发明的交流模数转换设备的采样值迟延的检测步骤示意图；

图10是本发明的交流模数转换设备实时响应检测的一种回路连接示意图；

图11是本发明的交流模数转换设备实时响应检测的波形时序示意图；

图12是本发明的基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法的回路设备设置步骤示意图；

图13是本发明的基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法的检测步骤示意图；

图14是本发明的基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法的设备连接示意图。

图中：1—交流模数转换设备（AD），2—交流信号源（SACS），3—示波器（OSC），4—采样值数模转换器（DA），5—网络信号分析仪（NSA），6—光电转换器（LE），7—电路连接器（JP），8—电路切换开关（SW），9—光纤（FIB），11—AD的交流信号输入口（AI），11a—外部短接AI引起AD的交流信号输入变化沿，12—AD的光信号通信输出口（LTX），15—AD的人机接口（HMI），21—SACS的交流信号输出口（AO），31—OSC的第一通道输入口（CH1），32—OSC的第二通道输入口（CH2），33—OSC的第三通道输入口（CH3），34—OSC的第四通道输入口（CH4），35—OSC的第五通道输入口（CH5），36—OSC的第六通道输入口（CH6），41—DA的电信号通信输入口（RXD），42—DA标记RXD接收的SV信号的标记脉冲信号输出口（PRXD），42a—PRXD标记RXD接收的某个SV信号的标记脉冲上升沿，43—DA的模拟量信号输出口（AOD），43a—AOD响应RXD接收的某SV信号的输出信号变化沿，45—DA的人机接口（HMI），51—NSA的电信号通信输出口（TXN），51a—NSA指定TXN发送的SV信号的结束时刻，52—NSA的电信号通信输入口（RXN），52a—NSA指定RXN接收的SV信号的结束时刻，53—NSA标记RXN接收信号的标记脉冲信号输出口（PRXN），53a—PRXN标记NSA指定RXN接收的SV信号的标记脉冲上升沿，55—NSA的人机接口（HMI），61—LE的光信号通信输入口（RXL），62—LE的电信号通信输出口（TXE），62a—LE的TXE发送某个SV信号的结束时刻，63—LE的电信号通信输入口（RXE），63a—LE的RXE接收的某个SV信号的结束时刻，64—LE的光信号通信输出口（TXL），71—JP的第一接口（J1），72—JP的第二接口（J2），73—JP的第三接口（J3），81—SW的第一连接端（S1），82—SW的第二连接端（S2），83—SW的第三连接端（S3）；

图中：ū—标准交流电压信号，U—ū的最大幅值，ī—标准交流电流信号，I—ī的最大幅值，f—ū或ī交流信号的频率，AC—ū或ī信号，f_SV—AD的交流信号采样频率或为每秒输出SV信号的次数，k—AD模数转换的AI采样时刻交流幅值量与相应LTX输出SV信号中Val信息数据量的比例系数，k'—DA数模转换的RXD输入SV信号中Val信息数据量与相应AOD输出模拟量幅值量的比例系数，C—TXE输出SV信号中Dly的信息表述的AD模数转换迟延时间常数，SV—指定的首个SV信号波形段，SVa—SV的Num信号波形段，SVb—SV的Dly信号波形段，SVc—SV的Val信号波形段，SV'—指定的某个SV信号波形段，SV'a—SV'的Num信号波形段，SV'b—SV'的Dly信号波形段，SV'c—SV'的Val信号波形段；

图中：T1—指定的首个SV信号传输结束时刻，T1'—T1之后指定的某个SV信号传输结束时刻，T2—DA响应首个指定的SV信号的模拟量输出变化沿，T2'—T2之后DA响应某个指定的SV信号的模拟量输出变化沿，c—AO输出交流信号的过零参考点，Tc—c点的过零时刻，c'—相对c点的AOD输出信号的过零测算点，Tc'—c'点的过零测算时刻，T_LE—LE的TXE传输某个SV信号的结束时刻，T_SW—SW的S1由与S2连接切换至与S3连接状态的切换时刻，T_RES—AOD输出响应T_SW切换的信号响应时刻；

图中：ΔT—按f计算的AO输出交流信号的周波时间，δT—SV至SV'信号的时间，δt—按f_SV计算得的SV采样间隔平均时间，Δt_LE—LE电信号端口之间经电/光转换、光纤连接和光/电转换的整体迟延时间测量值，Δt_RN—PRXN标记脉冲的53a响应RXN的SV的52a的时间测量值，Δt_RD—PRXD标记脉冲的42a响应RXD的SV的41a的时间测量值，Δt_DA—DA的SV输入至模拟量输出信号的数模转换阶跃响应的时间测量值，Δt'_ZC—AOD模拟量信号响应AI交流信号的开关动作过零响应测算值（可为Tc与Tc'的时间间隔），Δt_TAL—T_SW至T_RES的AI与AOD之间的信号阶跃响应时间的测量值，Δt'_AD—AD响应开关动作由交流信号输入至SV信号输出的模数转换迟延时间的测算值，Δt_ZC—AOD模拟量信号响应AI交流信号的过零响应修正测算值（可为Tc与Tc'的时间间隔），Δt_AD—AD由交流信号输入至SV信号输出的模数转换迟延时间的修正测算值；

图中：U_ST—AO输出的某ū或ī交流半波信号的参比基准积分值，U_Syn—假定AD输出的SV间隔时间δt稳定并依据SV的Val值进行计算所得的相对U_ST的半波同步量测积分值，U_QSyn—按NSA记录的SV信号的Val值和依据OSC测得的各SV信号实际间隔时间计算所得的某半波准同步采样量测积分值，ΔU_Syn—假定SV采样同步的网络应用AD量测某半波的网络应用量测偏差（U_Syn－U_ST），ΔT_DLY—AD交流信号转换为SV信号的迟延时间偏差（Δt_AD－C），ΔU_QSyn—AD的SV采样量准同步量测某半波的准同步量测偏差（U_QSyn－U_ST）；

图中主要设备的作用如下：

AD，为被检测设备，可将交流电压或电流模拟量输入信号转换为SV光信号输出；

SACS，为模拟交流信号标准器具，可发出检测AD所需的标准交流电压或电流信号；

OSC，为信号波形展示设备，可根据触发信号锁屏显示并记录所需时间域的信息；

DA，为重要的辅助检测器具，可根据接收的SV信号的Val信息转换为模拟量信号输出，并可输出指向SV信号及其模拟量输出的标记脉冲；

NSA，为重要的辅助检测器具，可仿真发送和接收SV信号，可输出指向某SV信号的标记脉冲并显示、记录所需的SV信息；

LE，用于SV光信号至电信号转换，其光/电转换功能为RXL输入至TXE输出，其电/光转换功能为RXE输入至TXL输出；

FIB，用于光信号通信输出口与输入口之间的连接。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法中，检测步骤与方法如下：

1.LE整体迟延时间Δt_LE和NSA标记脉冲响应时间Δt_RN的检测

见图1，LE与OSC、NSA、JP等设备连接，电信号端口之间连接中的“+”端、“-”端分别对应连接，设备及端口之间的连接方式：

NSA的TXN、RXN分别连接至JP的J2、J1，JP的J2连接至LE的RXE，LE的TXE、RXE分别连接至OSC的CH2、CH3，NSA的PRXN连接至OSC的CH6，FIB连接LE的TXL至RXL。

见图2，LE、NSA各电信号端口之间的响应时序，可从OSC的CH2、CH3、CH6检测到。

结合图1、2、3，LE信号端口RXE至TXE的信号传输迟延Δt_LE、NSA信号端口PRXN响应RXN信号的时间△t_RN，检测步骤如下：

步骤111：JP内部将J1仅与J2连接；

步骤112：在NSA的HMI设置：TXN将发送一次SV，SV的Num、Dly、Val的信息数据分别置为N、C、U；指定RXN接收SV，且若SV信息与TXN发送信息相同则PRXN发出时标脉冲；

步骤113：在OSC设置，若CH6输入信号上升沿则锁定显示与记录的时间域；检查CH2、CH3、CH6显示正常；

步骤114：启动NSA；TXN发送SV至LE的RXE和CH3，SV经RXE、TXL、FIB、RXL后由LE的TXE输出至CH2；TXN发出的SV同时也由RXN接收，经NSA判断Num、Dly、Val等信息均正确后，由PRXN发送标记脉冲至CH6并由53a锁定OSC；

步骤115：由CH3、CH2，LE整体迟延时间Δt_LE为62a滞后于63a的时间，可为（T_LE-T1）；由CH3、CH6，NSA标记脉冲响应时间Δt_RN为53a与T1时刻的滞后时间。

2.DA的标记脉冲响应时间Δt_RD、数模转换阶跃响应时间Δt_DA的检测

见图4，在图1的基础上接入DA，DA与OSC连接，DA通过JP与NSA连接，电信号端口之间连接中的“+”端、“-”端分别对应连接，DA各端口的连接方式：

DA的RXD连接至JP的J1，DA的PRXD、AOD分别连接至OSC的CH4、CH5。

见图5，DA各电信号端口之间的响应时序，可在OSC参考CH6并通过CH3、CH4、CH5检测到。

结合图4、5、6，DA信号端口PRXD标记RXD接收SV的标记脉冲响应时间Δt_RD、RXD接收SV转换为AOD模拟量输出的阶跃响应时间Δt_DA，检测步骤如下：

步骤131：JP内部将J1仅与J2连接；

步骤132：在DA的HMI设置：RXD接收SV时PRXD发出时标脉冲；SV的Val与AOD输出的比值k'为1；AOD输出的模拟量信号与SV的Val在数值上相等，且AOD输出信号状态保持；

步骤133：启动DA并工作正常，在NSA的HMI设置TXN将发送SV且SV的Val为0；

步骤134：TXN发送SV，DA的RXD接收到SV后由AOD输出0值模拟量至CH5；

步骤135：在NSA的HMI设置：TXN将间隔δt时间发送2个SV，第一个SV的Num为N、Val为“+U”，第二个SV的Num为N'、Val为“-U”；指定RXN接收SV且若SV的Num为N则PRXN发出时标脉冲；

步骤136：在OSC设置，若CH4输入信号上升沿则锁定显示与记录的时间域；检查OSC的CH3、CH4、CH5、CH6显示正常且CH5输入信号为0值；

步骤137：CH3监视相关端口的SV；启动NSA；TXN发送Num为N、Val为“+U”的SV，间隔δt后，TXN再发送Num为N'、Val为“-U”的SV；

步骤138：RXN接收到Num为N的SV，由PRXN发出标记脉冲至CH6；

步骤139：由CH5监AOD输出，当RXD接收到Val为“+U”的SV则AOD输出信号由0跳变至“+U”，当RXD接收到Val为“-U”的SV则AOD输出信号由“+U”跳变至“-U”；

步骤140：RXD接收到SV，PRXD发出标记脉冲至CH4，且由42a锁定OSC的显示与记录时间域；

步骤141：由CH3、CH4、CH6，DA的标记脉冲响应时间Δt_RD为42a滞后于41a的时间；由CH3、CH4、CH5，DA的数模转换阶跃响应时间Δt_DA为43a滞后于41a的时间，可为（T2-T1）。

3.AD的模数转换迟延时间Δt'_AD的测算

见图7，在图1与图4的基础上接入了AD、SACS、SW，且FIB重新进行了应用连接；若Δt_LE足够小，则由AI输入交流信号经FIB至TXE输出SV的迟延，约为AI至LTX的AD模数转换迟延时间Δt'_AD；若SACS的AO输出ū（或ī）经SW由AD的AI输入，则AO、AI、CH1之间为并联（或串联）关系。

图7在图1与图4的基础上，AI输入电压信号ū，AD、SACS、OSC、LE、JP、SW、FIB设备端口，增加与改变的连接方式：

SACS的AO的L端连接至SW的S2，SW的S1连接至AD的AI的L端和OSC的CH1的“+”端，SACS的AO的N端分别连接至SW的S3、AD的AI的N端、OSC的CH1的“-”端，AD的LTX通过FIB连接至LE的RXL，LE的TXE与JP的J3之间“+”端、“-”端分别对应连接。

图7中，AD的模数转换迟延时间Δt'_AD，应大大小于AI交流信号的1周期时间。

结合图7、8、9，ū引起的AI与AOD之间的信号响应与趋势可通过OSC的CH1、CH5检测，基于Δt_DA、Δt_LE已知且Δt_LE足够小，Δt'_AD的检测步骤如下：

步骤151：SW接通S1至S2，JP内部将J1仅与J3连接；

步骤152：在SACS设置AO输出频率为f的标准电压信号ū，可得ū的周期时间ΔT；在SACS启动AO输出电压信号ū，S1与S3之间信号为ū，S2与S3之间信号为ū并送CH1；

步骤153：在AD的HMI设置：AD的模数转换系数k为1、采样频率f_SV为n倍的f，可计算得AD的SV采样间隔时间δt为1/f_SV且相对1周期的ū应有（n+1）次采样；启动AD并工作正常；

步骤154：在DA的HMI设置：DA的数模转换系数k'为1，RXD接收SV，AOD按SV的Val输出模拟量信号；启动DA并工作正常，AOD输出送CH5；

步骤155：在OSC设置，若CH1输入信号沿跳变则锁定显示与记录的时间域；检查CH1的电压信号ū正常、CH5的模拟量响应正常；

步骤156：接通SW的S1至S3，导致T_SW时刻AI输入信号跳变，由11a锁定OSC的显示与记录时间域；

步骤157：由11a的T_SW与AOD输出信号的响应信号43a的T_RES，测得AI与AOD之间的阶跃响应时间Δt_TAL；Δt_TAL减去由DA引起的Δt_DA，若作为Δt'_AD的结果则会因SV采样间隔时间引起AOD响应AI存在约δt的不确定而导致偏差过大，但（Δt_TAL-Δt_DA）应小于ΔT；

步骤158：CH1可测得11a前的ū信号与“±0”轴相交的过零点c，CH5可由AOD信号响应与“±0”轴相交的相应趋势得到AOD信号的过零测算点c'，根据c的Tc与c'的Tc'得到AI与AOD的过零响应测算时间Δt'_ZC为（Tc'-Tc）；

步骤159：可测算得Δt'_AD为（Δt'_ZC-Δt_DA）且应大大小于ΔT。

4.AD的网络应用量测偏差ΔU_Syn、模数转换迟延偏差ΔT_DLY、准同步量测偏差ΔU_QSyn的测算

见图10，综合图4、图7，移除SW重新连接SACS的AO、AD的AI、OSC的CH1端口，所改变的连接方式：

AO与AI的“L”、“N”端之间分别对应连接，AI的“L”、“N”端分别连接至CH1的“+”、“-”端。

图10中，AD的AI输入ū信号经模数转换至LTX输出SV光信号，SV光信号经FIB传至LE的RXL并经光电转换有TXE发出SV。

图10结合图8、图11，依据ū信号和已测得的Δt_RN、Δt_RD、Δt_DA、Δt'_ZC以及Δt'_AD大大小于ΔT，NSA可根据SV的Num信息，由PRXN的53a标定暂态过程的SV起始时刻62a并能记录暂态过程SV的Num与相应Val值；DA可依据SV的Val信息由AOD输出模拟量，并可依据PRXN的53a由PRXD的42a标定SV暂态过程起始至结束时刻的准同步性；可由PRXD的42a、AOD的43a和信号趋势，关联暂态过程的SV、AOD模拟量、AI交流信号；可依据NSA记录的暂态过程Val值，修正响应ū信号的AOD模拟量信号的趋势；可假定AD的SV为间隔时间δt的同步采样，测算出网络应用SV的量测偏差ΔU_Syn；可依据NSA记录的暂态过程Val值，结合AOD的阶跃响应时点修正模拟量的跃迁点，测算AOD信号趋势的过零点，再根据SV的Dly信息值，测算出AD实时响应能力的模数转换迟延偏差ΔT_DLY；可依据NSA记录的暂态过程Val值，结合PRXD响应（或AOD阶跃）标定的SV准同步性，测算出AD实时响应能力的SV采样量准同步量测偏差ΔU_QSyn。

结合图10、11、12，若AD的AI输入ū、模数转换采样频率fSV是交流信号频率f的10倍则相对半个周波的ū信号有6次采样，测算AD实时响应能力的网络应用量测偏差ΔU_Syn、模数转换迟延偏差ΔT_DLY、准同步量测偏差ΔU_QSyn，检测回路设备的设置步骤如下：

步骤171：在SACS设置输出最大幅值为U、频率为f的电压信号：AO输出的ū为 并可知ū的半周期时间ΔT/2与半波参比基准值U_ST；

步骤172：在AD的HMI设置，模数转换系数k为1，采样频率f_SV为10×f，迟延常数为C：AD将每秒时段内等间隔发送f_SV次SV，LTX或TXE的SV输出周期平均值δt为1/f_SV，每秒时段内顺次SV的Num为0～（f_SV-1），SV的Dly均为C，SV的Val值为Δt_AD时间前的ū；

步骤173：在DA的HMI设置，数模转换系数k'为1，RXD接收SV后输出标记脉冲和模拟量：DA将在RXD收到SV后Δt_RD时间，由PRXD发送标记脉冲信号；AOD将在RXD收到SV后Δt_DA时间，按照SV的Val值由AOD输出模拟量信号；

步骤174：在NSA的HMI设置判断接收SV至SV'的信息，并当Num为n时输出标记脉冲，且记录Num为n的SV至Num为（n+5）的SV'的Num、Dly、Val信息：NSA将在RXN收到SV后Δt_RN时间，由PRXN发送标记脉冲信号；NSA可假定SV至SV'的节拍δt同步，并依据Num为n的SV至Num为（n+5）的SV'的相应Val的u0至u5记录值，计算出AD的半波同步量测值U_Syn；

步骤175：在OSC设置：显示与记录的时间域，由CH6输入PRXN标记脉冲信号的上升沿锁定OSC的显示与记录域。

结合图10、图11、图12、图13，若以AD输出的某SV起始并连续至SV'的若干个采样信号暂态时间段，响应AI的ū（或ī）信号的某半波时段，则测算AD暂态过程实时响应能力的网络应用量测偏差ΔU_Syn、模数转换迟延偏差ΔT_DLY、准同步量测偏差ΔU_QSyn的检测步骤如下：

步骤181：JP内部将J1仅与J3连接；

步骤182：SACS按步骤171的设置启动AO输出交流信号ū，CH1监测AI输入的ū信号正确；

步骤183：AD按步骤172的设置启动AI至SV模数转换，CH2监测TXE发送SV正常；

步骤184：DA按步骤173的设置启动数模转换，CH4监测PRXD输出脉冲信号正常，CH5监测AOD模拟量输出信号正常；

步骤185：NSA按步骤174的设置启动判断接收SV至SV'，RXN接收信号的Num为n时记录下相应SV的数据组〔n、C、u0〕并由PRXN发送标记脉冲至步骤186，NSA记录后续由RXN接收的数据组〔（n+1）、C、u1〕至〔（n+5）、C、u5〕并依据δt计算得U_Syn，NSA的HMI保持数据组和U_Syn的显示并停止工作；

步骤186：OSC按步骤175的设置，由CH6输入的PRXN标记脉冲的53a，锁定OSC的显示与记录时间域：由步骤115和步骤141测得的Δt_RN、Δt_RD、Δt_DA，可测得响应SV至SV'暂态过程的SV的T1时刻的PRXD标记脉冲沿42a和AOD模拟量变化沿43a的T2时刻，并可测得响应SV至SV'暂态过程的SV'的T1'时刻的42a'和43a'的T2'时刻，且T2与T1之差以及T2'与T1'之差应与步骤141测得的Δt_DA一致；检查AOD响应T1时刻且由T2起始的暂态过程，响应SV的43a的起始点p的信号值u'0点至响应SV'的43a'的信号值u'5点之间的信号趋势，应与NSA记录的u1至u5数据值相符；由CH5与CH1的信号波形趋势一致性，并参考步骤158测算出的AOD滞后响应AI的CH5与CH1的Δt'_ZC，可测得相对CH5的u'0至u'5暂态过程的CH1的ū信号过零点c和过零时刻Tc，并可核实ū信号半波参比基准值U_ST的正确性；若检测AD的SV至SV'相对ū信号的暂态过程的网络应用量测偏差ΔU_Syn、模数转换迟延偏差ΔT_DLY、准同步量测偏差ΔU_Qsyn，则分别相应转至步骤201、步骤301、步骤351；

步骤201：按步骤186核实的半波参比基准值U_ST以及NSA的HMI显示的半波同步量测积分值U_Syn，可得网络应用量测偏差ΔU_Syn=U_Syn-U_ST。

步骤301：在CH1的过零点c相应CH5的AOD模拟量信号u'4至u'5的过零轴时间段，可依据NSA的HMI显示的u4与u5，修正u'4、u'5点分别为a'、b'点，作过a'与b'点辅助连线并与零轴相交得AOD信号暂态过程的过零测算点c'和过零时刻Tc'，可测算得AOD输出响应AI输入ū信号的过零响应时间Δt_ZC=Tc'-Tc；

步骤302：由DA的数模转换阶跃响应时间Δt_DA，可测算得AD的模数转换迟延时间的修正测算值Δt_AD=Δt_ZC-Δt_DA；

步骤303：由AD的模数转换迟延时间测算值Δt_AD，以及由NSA的HMI显示的AD模数转换迟延时间常数值C，可得AD在SV至SV'相对交流信号ū的暂态过程模数转换迟延时间偏差ΔT_DLY=Δt_AD-C；ΔT_DLY包含了从LTX经FIB和LE的RXL至TXE的SV光电转换迟延时间不确定度，且小于步骤115测得的Δt_LE。

步骤351：可在CH4或CH5相应由PRXD或AOD响应的CH2的SV至SV'的暂态过程，测得CH2暂态过程的顺序“Num为n、Val为u0的SV”至“Num为（n+5）、Val为u5的SV'”的共6个采样信号之间的5个间隔时间值且顺次为δt1至δt5；

步骤352：由CH4或CH5测得的δt1至δt5，以及由NSA的HMI显示的u0至u5，可测算得AD的准同步采样量测积分值U_QSyn；

步骤353：由AD准同步采样量测积分值U_QSyn，以及由步骤186核实的半波参比基准值U_ST，可得AD在SV至SV'相对交流信号ū的暂态过程的准同步量测偏差ΔU_QSyn=U_QSyn-U_ST。

5.AD模数转换实时响应能力的转换迟延偏差ΔT_DLY、准同步量测偏差ΔU_QSyn的检测

见图14，若AO输出、AI输入信号为ū，则AO、AI、CH1之间为并联；若AO输出、AI输入信号为ī，则AO、AI、CH1之间为串联；AD模数转换实时响应能力的转换迟延偏差ΔT_DLY、准同步量测偏差ΔU_QSyn的检测回路连接方式：

SACS的AO连接至AD的AI连接至OSC的CH1，AD的LTX与LE的RXL之间由FIB连接，LE的TXE连接至OSC的CH2和JP的J3，JP的J1连接至DA的RXD和NSA的RXN，DA的PRXD和AOD分别连接至OSC的CH4和CH5，NSA的PRXN连接至OSC的CH6，NSA的TXN连接至OSC的CH3和LE的RXE和JP的J2。

结合图14、图11，可得到图13的AD模数转换实时响应能力的转换迟延偏差ΔT_DLY和准同步量测偏差ΔU_QSyn的检测流程。

所检测的AD模数转换的AI至LTX实时响应的转换迟延偏差ΔT_DLY，经过以下步骤测算出：

步骤181：JP内部将J1仅与J3连接；

步骤182：SACS按步骤171的设置启动AO输出AC交流信号，CH1监测AI输入的AC信号正确；

步骤183：AD按步骤172的设置启动AI至SV模数转换，CH2监测TXE发送SV正常；

步骤184：DA按步骤173的设置启动数模转换，CH4监测PRXD输出脉冲信号正常，CH5监测AOD模拟量输出信号正常；

步骤185：NSA按步骤174的设置启动判断接收SV至SV'，RXN接收信号的Num为n时记录下相应SV的数据组〔n、C、u0〕并由PRXN发送标记脉冲至步骤186，NSA记录后续由RXN接收的数据组〔（n+1）、C、u1〕至〔（n+5）、C、u5〕并依据δt计算得U_Syn，NSA的HMI保持数据组和U_Syn的显示并停止工作；

步骤186：OSC按步骤175的设置，由CH6输入的PRXN标记脉冲的53a，锁定OSC的显示与记录时间域：由步骤115和步骤141测得的Δt_RN、Δt_RD、Δt_DA，可测得响应SV至SV'暂态过程的SV的T1时刻的PRXD标记脉冲沿42a和AOD模拟量变化沿43a的T2时刻，并可测得响应SV至SV'暂态过程的SV'的T1'时刻的42a'和43a'的T2'时刻，且T2与T1之差以及T2'与T1'之差应与步骤141测得的Δt_DA一致；检查AOD响应T1时刻且由T2起始的暂态过程，响应SV的43a的起始点p的信号值u'0点至响应SV'的43a'的信号值u'5点之间的信号趋势，应与NSA记录的u1至u5数据值相符；由CH5与CH1的信号波形趋势一致性，并参考步骤158测算出的AOD滞后响应AI的CH5与CH1的Δt'_ZC，可测得相对CH5的u'0至u'5暂态过程的CH1的AC信号过零点c和过零时刻Tc，并可核查AC信号半波参比基准值U_ST的正确性；

步骤301：在CH1的过零点c相应CH5的AOD模拟量信号u'4至u'5的过零轴时间段，可依据NSA的HMI显示的u4与u5，修正u'4、u'5点分别为a'、b'点，作过a'与b'点辅助连线并与零轴相交得AOD信号暂态过程的过零测算点c'和过零时刻Tc'，可测算得AOD输出响应AI输入AC信号的过零响应时间Δt_ZC=Tc'-Tc；

步骤302：由DA的数模转换阶跃响应时间Δt_DA，可测算得AD的模数转换迟延时间的修正测算值Δt_AD=Δt_ZC-Δt_DA；

步骤303：由AD的模数转换迟延时间测算值Δt_AD，以及由NSA的HMI显示的AD模数转换迟延时间常数值C，可得AD在SV至SV'相对交流信号AC的暂态过程模数转换迟延时间偏差ΔT_DLY=Δt_AD-C；ΔT_DLY包含了从LTX经FIB和LE的RXL至TXE的SV光电转换迟延时间不确定度，且小于步骤115测得的Δt_LE。

所检测的AD模数转换的AI至LTX实时响应的准同步量测偏差ΔU_QSyn，经过以下步骤测算出：

步骤181：JP内部将J1仅与J3连接；

步骤182：SACS按步骤171的设置启动AO输出AC交流信号，CH1监测AI输入的AC信号正确；

步骤183：AD按步骤172的设置启动AI至SV模数转换，CH2监测TXE发送SV正常；

步骤184：DA按步骤173的设置启动数模转换，CH4监测PRXD输出脉冲信号正常，CH5监测AOD模拟量输出信号正常；

步骤185：NSA按步骤174的设置启动判断接收SV至SV'，RXN接收信号的Num为n时记录下相应SV的数据组〔n、C、u0〕并由PRXN发送标记脉冲至步骤186，NSA记录后续由RXN接收的数据组〔（n+1）、C、u1〕至〔（n+5）、C、u5〕并依据δt计算得U_Syn，NSA的HMI保持数据组和U_Syn的显示并停止工作；

步骤186：OSC按步骤175的设置，由CH6输入的PRXN标记脉冲的53a，锁定OSC的显示与记录时间域：由步骤115和步骤141测得的Δt_RN、Δt_RD、Δt_DA，可测得响应SV至SV'暂态过程的SV的T1时刻的PRXD标记脉冲沿42a和AOD模拟量变化沿43a的T2时刻，并可测得响应SV至SV'暂态过程的SV'的T1'时刻的42a'和43a'的T2'时刻，且T2与T1之差以及T2'与T1'之差应与步骤141测得的Δt_DA一致；检查AOD响应T1时刻且由T2起始的暂态过程，响应SV的43a的起始点p的信号值u'0点至响应SV'的43a'的信号值u'5点之间的信号趋势，应与NSA记录的u1至u5数据值相符；由CH5与CH1的信号波形趋势一致性，并参考步骤158测算出的AOD滞后响应AI的CH5与CH1的Δt'_ZC，可测得相对CH5的u'0至u'5暂态过程的CH1的AC信号过零点c和过零时刻Tc，并可核查AC信号半波参比基准值U_ST的正确性；

步骤351：可在CH4或CH5相应由PRXD或AOD响应的CH2的SV至SV'的暂态过程，测得CH2暂态过程的顺序“Num为n、Val为u0的SV”至“Num为（n+5）、Val为u5的SV'”的共6个采样信号之间的5个间隔时间值且顺次为δt1至δt5；

步骤352：由CH4或CH5测得的δt1至δt5，以及由NSA的HMI显示的u0至u5，可测算得AD的准同步采样量测积分值U_QSyn；

步骤353：由AD准同步采样量测积分值U_QSyn，以及由步骤186核实的半波参比基准值U_ST，可得AD在SV至SV'相对交流信号AC的暂态过程的准同步量测偏差ΔU_QSyn=U_QSyn-U_ST。

Claims (1)

1.一种基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法，其特征在于：用到交流模数转换设备(1)、标准交流信号源(2)、示波器(3)、采样值数模转换器(4)、网络信号分析仪(5)、光电转换器(6)、电路连接器(7)以及光纤(9)，标准交流信号源(2)的交流信号输出口(21)与交流模数转换设备(1)的交流信号输入口(11)与示波器(3)的第一通道输入口(31)之间串联或并联，交流模数转换设备(1)的光信号通信输出口(12)与光电转换器(6)的光信号通信输入口(61)之间由光纤(9)连接，光电转换器(6)的电信号通信输出口(62)连接至示波器(3)的第二通道输入口(32)和电路连接器(7)的第三接口(73)，电路连接器(7)的第一接口(71)连接至采样值数模转换器(4)的电信号通信输入口(41)和网络信号分析仪(5)的电信号通信输入口(52)，采样值数模转换器(4)的标记脉冲信号输出口(42)和模拟量信号输出口(43)分别连接至示波器(3)的第四通道输入口(34)和第五通道输入口(35)，网络信号分析仪(5)的标记脉冲信号输出口(53)连接至示波器(3)的第六通道输入口(36)，网络信号分析仪(5)的电信号通信输出口(51)连接至示波器(3)的第三通道输入口(33)、光电转换器(6)的电信号通信输入口(63)和电路连接器(7)的第二接口(72)；所测试的交流模数转换设备实时响应能力的模数转换迟延偏差ΔT_DLY及模数转换准同步量测偏差ΔU_QSyn，经过以下步骤检出：

步骤171：在标准交流信号源(2)设置交流信号输出口(21)输出的AC交流信号：置AC信号频率为f，若为交流电压信号ū则最大幅值为U且交流信号输出口(21)与交流信号输入口(11)和示波器(3)的第一通道输入口(31)之间为并联；若为交流电流信号ī则最大幅值为I且交流信号输出口(21)与交流信号输入口(11)和示波器(3)的第一通道输入口(31)之间为串联；并可知AC信号的半周期时间(ΔT/2)与半波参比基准积分值U_ST；

步骤172：在交流模数转换设备(1)的人机接口(15)设置：模数转换系数(k)为1，采样值信号SV每秒时段内等间隔发送次数f_SV为10×f，SV的帧信息的模数转换迟延信息Dly置为常数C，每秒时段内顺次SV的帧信息的序号值信息Num为0至(f_SV-1)；可知交流模数转换设备(1)的光信号通信输出口(12)或光电转换器(6)的电信号通信输出口(62)输出的SV采样间隔平均时间(δt)为1/f_SV；SV输出时刻的帧信息中的量测值信息Val，为该时刻模数转换迟延时间Δt_AD前的交流信号输入口(11)的AC信号瞬时量测信息；

步骤173：在采样值数模转换器(4)的人机接口(45)设置：置数模转换系数(k')为1，电信号通信输入口(41)接收到SV后由标记脉冲信号输出口(42)输出标记脉冲、由模拟量信号输出口(43)输出模拟量；其中，采样值数模转换器(4)电信号通信输入口(41)接收到SV后，经标记脉冲响应时间Δt_RD将由标记脉冲信号输出口(42)输出标记脉冲，经数模转换阶跃响应时间Δt_DA并按照SV的Val值将由模拟量信号输出口(43)输出模拟量；

步骤174：在网络信号分析仪(5)的人机接口(55)设置捕获某交流半波暂态过程SV数据：指定Num为n的SV为首个SV、Num为(n+5)的SV为SV'，若经电信号通信输入口(52)收到首个SV时则由标记脉冲信号输出口(53)的标记脉冲信号上升沿(53a)指向首个SV，并记录下Num为n的首个SV直至Num为(n+5)的SV'的数据组〔Num、Dly、Val〕；其中，标记脉冲信号输出口(53)的标记脉冲信号上升沿(53a)响应电信号通信输入口(52)接收首个SV结束时刻(52a)的响应时间为Δt_RN；

步骤175：在示波器(3)设置：置显示与记录的时间域，由第六通道输入口(36)输入的网络信号分析仪(5)标记脉冲信号输出口(53)输出的标记脉冲信号上升沿(53a)触发锁定显示与记录域；

步骤181：电路连接器(7)内部将第一接口(71)仅与第三接口(73)连接；

步骤182：标准交流信号源(2)启动输出AC交流信号，示波器(3)的第一通道输入口(31)监测交流模数转换设备(1)的交流信号输入口(11)输入的AC信号正确；

步骤183：交流模数转换设备(1)启动交流信号输入口(11)至光信号通信输出口(12)并经光电转换器(6)的电信号通信输出口(62)输出的SV模数转换，示波器(3)的第二通道输入口(32)监测光电转换器(6)电信号通信输出口(62)的SV正常；

步骤184：采样值数模转换器(4)启动数模转换，示波器(3)的第四通道输入口(34)监测采样值数模转换器(4)的标记脉冲信号输出口(42)信号输出正常、模拟量信号输出口(43)信号输出正常；

步骤185：网络信号分析仪(5)启动判断接收指定的首个SV直至SV'暂态过程的数据；当网络信号分析仪(5)的电信号通信输入口(52)接收到首个SV时，则由标记脉冲信号输出口(53)的标记脉冲信号上升沿(53a)启动步骤186，同时记录下首个SV的Num为n、Dly为C、Val为u0的数据组〔n、C、u0〕；网络信号分析仪(5)继续记录后续由电信号通信输入口(52)接收的Num为(n+5)的SV直至SV'，并得到数据组〔(n+1)、C、u1〕直至〔(n+5)、C、u5〕的记录，网络信号分析仪(5)的人机接口(55)保持数据组的显示并暂停工作；

步骤186：示波器(3)由第六通道输入口(36)输入的标记脉冲信号输出口(53)的标记脉冲信号上升沿(53a)锁定显示与记录时间域；由已知Δt_RN、Δt_RD、Δt_DA，可测得响应首个SV至SV'暂态过程的首个SV传输结束T1时刻的标记脉冲信号输出口(42)标记脉冲沿(42a)和模拟量信号输出口(43)模拟量变化沿(43a)时刻T2，并可测得响应SV'传输结束时刻T1'的标记脉冲信号输出口(42)标记脉冲沿(42a')和模拟量信号输出口(43)模拟量变化沿(43a')的时刻T2'，且T2与T1之差以及T2'与T1'之差应与已知的Δt_DA相符；检查模拟量信号输出口(43)响应T1时刻且由T2起始至T2'的暂态过程，响应首个SV的模拟量信号输出口(43)模拟量变化沿(43a)的起始点p的信号值u'0点至响应SV'的模拟量信号输出口(43)模拟量变化沿(43a')的信号值u'5点之间的模拟量信号趋势，应与网络信号分析仪(5)的人机接口(55)记录的u1至u5数据值相符；由第五通道输入口(35)滞后于第一通道输入口(31)信号波形的趋势一致性，可测得相对第五通道输入口(35)的u'0至u'5点暂态过程的第一通道输入口(31)的AC信号过零点c和过零时刻Tc，并可核查AC信号半波参比基准值U_ST的正确性；若检测交流模数转换设备(1)实时响应能力的暂态过程首个SV至SV'相对AC信号的ΔT_DLY、模数转换准同步量测偏差ΔU_QSyn，则分别转至步骤301、步骤351；

步骤301：在第一通道输入口(31)的AC信号过零点c相应第五通道输入口(35)的模拟量信号输出口(43)模拟量信号趋势的u'4至u'5点的过零轴时间段，可依据网络信号分析仪(5)的人机接口(55)的显示值u4与u5，修正u'4、u'5点分别为a'、b'点，作过a'与b'点辅助连线并与零轴相交得模拟量信号输出口(43)信号暂态过程相对AC信号c点的过零测算点c'和过零时刻Tc'，可测算得模拟量信号输出口(43)输出响应交流信号输入口(11)输入AC信号的过零响应修正测算时间Δt_ZC＝Tc'-Tc；

步骤302：由已知的采样值数模转换器(4)的Δt_DA，可测算得交流模数转换设备(1)的模数转换迟延时间的修正测算值Δt_AD＝Δt_ZC-Δt_DA；

步骤303：由模数转换迟延时间的修正测算值Δt_AD，以及由网络信号分析仪(5)的人机接口(55)显示的模数转换迟延时间常数值C，可得交流模数转换设备(1)在首个SV至SV'相对交流信号AC的暂态过程模数转换迟延时间偏差ΔT_DLY＝Δt_AD-C；ΔT_DLY包含了从交流模数转换设备(1)的光信号通信输出口(12)经光纤和光电转换器(6)的光信号通信输入口(61)至电信号通信输出口(62)的SV光电转换迟延时间不确定度，且不确定度小于光电转换器(6)由电信号通信输入口(63)至光信号通信输出口(64)、经光纤(9)以及光信号通信输入口(61)至电信号通信输出口(62)共同组成的整体信号传输迟延时间Δt_LE；

步骤351：在示波器(3)，可根据第六通道输入口(36)的标记脉冲信号上升沿(53a)，得到第二通道输入口(32)的首个SV至SV'的暂态过程，并相应得到第四通道输入口(34)的首个SV传输结束T1时刻的标记脉冲信号输出口(42)标记脉冲沿(42a)至响应SV'传输结束时刻T1'的标记脉冲信号输出口(42)标记脉冲沿(42a')以及第五通道输入口(35)的u'0至u'5的信号实时响应过程，可测得首个SV至SV'的暂态过程共6个采样信号之间的5个实际间隔时间值且顺次为δt1至δt5；

步骤352：由第二通道输入口(32)或第四通道输入口(34)或第五通道输入口(35)测得的δt1至δt5，以及由网络信号分析仪(5)的人机接口(55)显示的u0至u5，可测算得交流模数转换设备(1)的准同步采样量测积分值U_QSyn；

步骤353：由U_QSyn以及U_ST，可得交流模数转换设备(1)在首个SV至SV'相对交流信号AC的暂态过程的准同步量测偏差ΔU_QSyn＝U_QSyn-U_ST。