CN107305231B - 模拟信号检测电路 - Google Patents

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Abstract

模拟信号检测电路包括：参考电压发生器，其输出多个参考电压，参考电压的数量取决于模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的电压宽度而变化；多个比较器，其将模拟信号的电压与从参考电压发生器输出的多个参考电压中的每个参考电压进行比较；多个脉冲发生器，其输出多个脉冲信号，多个脉冲信号具有取决于模拟信号的频率在多个脉冲信号中变化的宽度；以及组合器电路部分，其通过求和来输出来自多个脉冲发生器的脉冲信号。

Description

模拟信号检测电路
技术领域
本发明涉及模拟信号检测电路，并且更具体地涉及能够通过同时检测模拟信号的幅值和频率来可靠地检测异常信号的模拟信号检测电路。
背景技术
本发明涉及能够可靠地检测接地漏电断路器或电路断路器的诸如漏电电流或短路电流的故障电流的模拟信号的模拟信号检测电路。在该模拟信号检测电路中，将参考图1和图2描述相关技术的示例。
如参考图1可见，图1是图示了根据相关技术的示例的模拟信号检测电路的配置的框图，根据相关技术的模拟信号检测电路包括模数转换器10、均方根(RMS)检测器20、频率检测器30以及信号处理器40。
模数转换器10将模拟信号转换为数字信号。
RMS检测器20获取均方根值的平均值，即，在预定时间内从模数转换器10输出的数字信号的平方值的平均值，并计算通过获取平方值的平均值的根获得的值。
频率检测器30能够通过对在预定时间内从模数转换器10输出的数字信号的逻辑高(即为1)或逻辑低(即为0)的数量进行计数并且之后将所计数的数量除以时间来计算频率，并且能够通过基于所计算的频率使用公知的周期频率关系方程来计算周期。
Figure BDA0001232728550000011
在这种情况下，T为周期，并且f为频率。
从RMS检测器20检测到的均方根值(模拟信号的幅值)以及从频率检测器30检测到的频率和周期能够在下一阶段被递送到信号处理器40并且通过由信号处理器40基于模拟信号的幅值(均方根值)和频率将其与预定参考值进行比较来处理。
然而，相关技术的上述示例具有的问题在于归因于高成本及其不小的幅值，其不适合于接地漏电断路器或电路断路器。
此外，RMS检测器20需要用于检测精确信号值的稳定时间，并且接地漏电断路器或电路断路器应当在由标准定义的预定瞬时操作时间内使电路断开。在这种情况下，问题可能出现，因为归因于稳定时间，漏电电流或短路电流的电流断开不能够在所要求的瞬时操作时间内完成。
同时，如图2所示的根据相关技术的另一示例的模拟信号检测电路包括电流变换器1和峰值检测电路2。
电流变换器1将流过电路的电流检测为模拟信号并将检测到的电流提供给峰值检测电路2。
峰值检测电路2包括半波整流器和用于平滑的电容器，对检测到的电流进行整流和平滑，并将具有DC值的检测到的电流与先前设置的异常确定参考值进行比较。如果异常确定参考值超过检测到的电流的DC值，则峰值检测电路2将跳闸控制信号输出到跳闸机构3a。
如果跳闸机构3a由跳闸控制信号操作到触发位置，则与跳闸机构3a联锁的开关机构3b能够执行到电流断开位置的跳闸操作以保护电气负载免受诸如接地漏电电流或短路电流的异常电流(故障电流)。
然而，如图2所示的根据相关技术的另一示例的模拟信号检测电路具有的问题在于如果作为检测电流的快速大电流由于雷击等在短时间内流动到电路则峰值检测电路2不能对检测电流进行整流和平滑。
发明内容
因此，本发明能够解决上述问题。相应地，本公开内容的目标是要提供一种模拟信号检测电路，其无需稳定时间，能够以低成本制造，并且能够可靠地检测甚至快速地变化的模拟信号。
为了实现这些和其他目标，并且根据如本文中体现和广泛地描述的本公开内容的目的，根据本公开内容，一种模拟信号检测电路包括：参考电压发生器，其生成并输出多个参考电压，参考电压的数量取决于被输入的模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的电压宽度而变化；多个比较器，其将模拟信号的电压与从参考电压发生器输出的多个参考电压中的每个参考电压进行比较；多个脉冲发生器，其生成并输出多个脉冲信号，多个脉冲信号取决于模拟信号的频率而在多个脉冲信号中具有变化的宽度；以及组合器电路部分，其通过求和来输出来自多个脉冲发生器的脉冲信号。
根据本发明的一个优选方面，根据本公开内容的模拟信号检测电路还包括：最小值检测电路部分，其检测模拟信号的最小电压值并将最小电压值提供给参考电压发生器；以及最大值检测电路部分，其检测模拟信号的最大电压值并将最大电压值提供给参考电压发生器。
根据本发明的另一优选方面，脉冲发生器中的每个脉冲发生器包括：延迟电路部分，其通过时间延迟输出多个比较器中的任何一个的输出信号；以及异或电路部分，其具有用于接收多个比较器中的对应一个的输出信号的第一输入端子和用于接收从延迟电路部分输出的输出信号的第二输入端子，并且当多个比较器中的对应一个的输出信号的逻辑值与延迟电路部分的输出信号的逻辑值不同时生成脉冲信号。
根据本发明的又一优选方面，根据本公开内容的模拟信号检测电路还包括被连接到组合器电路部分的平均电路部分，其输出从组合器电路部分输出的脉冲信号的平均值。
根据本发明的又一优选方面，根据本公开内容的模拟信号检测电路还包括确定电路部分，其通过将从平均电路部分输出的平均值与接地漏电断路器的预定跳闸参考值进行比较来确定是否要生成并输出跳闸控制信号。
根据本发明的又一优选方面，根据本公开内容的模拟信号检测电路还包括延迟电路部分，其被安装在平均电路部分与确定电路部分之间，并且将从平均电路部分输出的平均值延迟预定时间并且之后将平均值输出到确定电路部分。
根据本发明的又一优选方面，根据本公开内容的模拟信号检测电路还包括信号处理器，其基于从组合器电路部分输出的脉冲信号，通过对脉冲信号的数量进行计数并将脉冲信号的数量除以时间来计算模拟信号的频率，或者通过将脉冲信号的数量乘以预定比例系数来计算模拟信号的幅值。
根据本发明的又一优选方面，参考电压发生器被配置为生成与被输入的模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的电压宽度成比例的参考电压的数量。
根据本发明的又一优选方面，多个脉冲发生器被配置为如果模拟信号的频率是低的则生成在多个脉冲信号中具有宽的宽度的多个脉冲信号。
本发明的适用性的另外的范围将从下文给出的详细描述中变得更加显而易见。
附图说明
被包含以提供本公开内容的进一步理解并且被并入到本公开内容中并构成本公开内容的一部分的附图图示了示例性实施例并且与说明书一起用于解释本公开内容的原理。
在附图中：
图1是图示了根据相关技术的示例的模拟信号检测电路的配置的框图；
图2是图示了根据相关技术的另一示例的模拟信号检测电路的配置的框图；
图3是图示了根据本发明的一个优选实施例的模拟信号检测电路的配置的框图；
图4是图示了包括根据本发明的一个优选实施例的模拟信号检测电路的接地漏电断路器的电气配置的框图；
图5是图示了根据本发明的一个优选实施例的模拟信号检测电路的组合器电路部分和平均电路部分的输出波形(其用于检测两个不同模拟信号的幅值)的波形图；以及
图6是图示了根据本发明的一个优选实施例的模拟信号检测电路的组合器电路部分和平均电路部分的输出波形(其用于检测两个不同模拟信号的频率)的波形图。
具体实施方式
本发明的优点和特征以及其实现方法将通过参考附图的图3到图6描述的以下实施例来澄清。
根据本发明的一个优选实施例的模拟信号检测电路(模拟信号检测器)200包括参考电压发生器230、多个比较器240、多个脉冲发生器250以及组合器电路部分260。
参考电压发生器230是生成多个参考电压并通过多个参考电压输出端子输出参考电压的电路部分，其中参考电压的数量取决于在被输入的模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的电压宽度而变化。
根据本发明的一个优选实施例的模拟信号检测电路200还包括最小值检测电路部分210和最大值检测电路部分220。
最小值检测电路部分210检测模拟信号的最小电压值并将检测到的最小电压值提供给参考电压发生器230。
最大值检测电路部分220检测模拟信号的最大电压值并将检测到的最大电压值提供给参考电压发生器230。
参考电压发生器230可以包括诸如微型计算机的操作电路部分和分压电路部分。
例如，在多个参考电压中的第一参考电压值与和第一参考电压值相邻的第二参考电压值之间的电压差值是预定值(例如1伏特)的状态中，并且如果模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的电压宽度为6.3伏特，则参考电压值可以通过以下方程(1)确定。
Figure BDA0001232728550000051
在这种情况下，N是参考电压的数量并且是自然数，VDEF是在模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的电压宽度，并且VREFD是参考电压之间的差值(例如，如以上所描述的1伏特)。
因此，如果在相邻参考电压之间的差值为1伏特并且在模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的电压宽度为6.3伏特，则根据以上方程(1)，参考电压的数量为七(7)。
在图5中示出的示例中，关于两个模拟信号(即Vin_a和Vin_b)中的具有最小电压值与最大电压值之间的小电压宽度的模拟信号Vin_a，参考电压发生器230生成三个参考电压信号，即，Vth1_a、Vth2_a和Vth3_a。
在图5中示出的示例中，关于两个模拟信号(即Vin_a和Vin_b)中的具有最小电压值与最大电压值之间的大电压宽度的模拟信号Vin_b，参考电压发生器230生成五个参考电压信号，即，Vth1_b、Vth2_b、Vth3_b、Vth4_b和Vth5_b。
分压电路部分可以包括被串联连接到特定参考电压源的多个串联电阻器、来自串联电阻器的两端的参考电压输出端子以及参考电压输出端子的选择电路。
比较器240中的每个具有被连接到参考电压发生器230的参考电压输出端子之一的参考电压输入端子和用于输入模拟信号的信号输入端子，并且将模拟信号的电压与从参考电压发生器230输出的参考电压之一进行比较。
具体地，在多个比较器240之中，仅仅已经通过参考电压输入端子接收到来自参考电压发生器230的参考电压信号的比较器240能够将通过信号输入端子输入的模拟信号与参考电压信号进行比较并输出输出信号。
多个脉冲发生器250具有被连接到多个比较器240的对应输出端子的输入端子，生成具有取决于模拟信号的频率而在各脉冲中变化的宽度的多个脉冲信号，并输出所生成的脉冲信号。
即，如参考图6可见，关于两个模拟信号，即具有与彼此相同幅值(在最大电压值与最小电压值之间的差)和与彼此不同的它们各自的频率的Vin_f1和Vin_f2，当两个模拟信号的幅值彼此相同时，参考电压发生器230生成针对两个模拟信号的三个参考电压。此外，如参考图6可见，关于具有高频率的模拟信号Vin_f1，多个脉冲发生器250输出在各脉冲中具有短宽度的脉冲信号，并且关于具有低频率的模拟信号Vin_f2，多个脉冲发生器250输出具有比在针对模拟信号Vin_f1的各脉冲中的宽度长的脉冲宽度的脉冲信号。
多个脉冲发生器250中的每个包括延迟电路部分250a和异或电路部分250b。
延迟电路部分250a在一定时间延迟之后输出比较器240的输出信号。
异或电路部分250b具有接收比较器240的输出信号的第一输入端子和接收从延迟电路部分250a输出的经延迟的输出信号的第二输入端子。
当对应的比较器240的输出信号的逻辑值和延迟电路部分250a的输出信号的逻辑值彼此不同时，异或电路部分250b生成具有高逻辑值的脉冲信号。
尽管比较器240的输出信号最初为逻辑1的几乎不具有脉冲宽度的短脉冲信号，但是当比较器240的输出信号的逻辑值变低(即为0(零))时，延迟电路部分250a的输出信号在延迟时间之后变为1，由此异或电路部分250b维持逻辑1的输出该延迟时间。
因此，从多个脉冲发生器250输出的脉冲信号变为每个具有与延迟电路部分250a的延迟时间一样多的脉冲宽度的脉冲信号。
由于几乎不具有脉冲宽度的短脉冲信号难以在下一阶段的信号处理期间被识别和处理，所以如以上所描述的生成每个具有与延迟时间一样多的脉冲宽度的脉冲信号的目标是要使每个具有特定水平或更大水平的脉冲宽度的脉冲信号能够在下一阶段被识别和处理。
组合器电路部分260具有被连接到多个脉冲发生器250的输出端子的输入端子，并且对来自多个脉冲发生器250的脉冲信号求和并输出求和的结果信号。即，组合器电路部分260将来自多个脉冲发生器250的脉冲信号进行组合。
由组合器电路部分260组合的脉冲信号与在图5或图6中被标记为组合器输出的所有脉冲信号相同，并且从多个脉冲发生器250的输出端子输出的脉冲信号与在图5或图6中利用组合器输出标记的脉冲信号相同。
如参考图5中示出的示例可见，在从组合器电路部分260输出的脉冲信号中，针对信号Vin_a输出六个脉冲信号，并且针对信号Vin_b输出十个脉冲信号。针对信号Vin_a生成三个参考电压，并且针对信号Vin_b生成五个参考电压。因此，从组合器电路部分260输出的脉冲信号的数量变为被生成的参考电压的数量的二倍。
根据本发明的一个优选实施例的模拟信号检测电路200还包括平均电路部分270。
平均电路部分270具有被连接到组合器电路部分260的输出端子的输入端子。
此外，平均电路部分270输出从组合器电路部分260输出的脉冲信号的平均值。在这种情况下，从平均电路部分270输出的脉冲信号的平均值是通过将在预定时间内的脉冲信号的值相加(求和)并且之后将所相加的值(加和的值)除以时间获得的值，并且该平均值是模拟值。
在图5中，假设脉冲输出的幅值被维持在1伏特处，并且针对信号Vin_a的1个周期的时间为6秒，并且针对信号Vin_b的1个周期的时间也为6秒，则信号Vin_a的平均值1能够被计算为由以下方程表示。
平均值1＝(1×6)/6＝1
信号Vin_b的平均值2能够被计算为由以下方程表示。
平均值2＝(1×10)/6≒1.67
要指出，信号Vin_b的平均值2大于如以上的信号Vin_a的平均值1。这能够甚至通过图5中的平均值1与平均值2的波形比较来获知。
同时，在图6中，关于具有与彼此相同的幅值(在最大值与最小值之间的差值)和与彼此不同的它们各自的频率的信号Vin_f1和Vin_f2，假设脉冲输出的幅值被均匀地维持在1伏特处，并且针对信号Vin_f1的1个周期为6秒并且针对信号Vin_f2的1个周期为12秒，则信号Vin_f1在6秒内的平均值1能够被计算为由以下方程表示。
平均值1＝(1×6)/6＝1
信号Vin_f2在相同时间段内的平均值2能够被计算为由以下方程表示。
平均值2＝(1×4)/6≒0.67
要指出，信号Vin_f2的平均值2小于如以上的信号Vin_f1的平均值1。这能够甚至通过图6中的平均值1与平均值2的波形比较来获知。
如以上所描述的，由平均电路部分270获得的平均值能够可靠地提供目标模拟信号的幅值以用于监测。
根据本发明的一个优选实施例的模拟信号检测电路200还可以包括信号处理器280。如图3所示，信号处理器280可以被并行地连接到组合器电路部分260并被连接到平均电路部分270。
信号处理器280能够被提供以获得用于监视的目标模拟信号的幅值和频率以代替由平均电路部分270获得的模拟平均值，作为数字信号。
信号处理器280能够基于从组合器电路部分260输出的脉冲信号，通过对脉冲信号的数量进行计数并将所计数的数量除以时间来计算模拟信号的频率，或者通过将脉冲信号的数量乘以预定比例系数来计算模拟信号的幅值。
为了执行以上功能，信号处理器280可以包括用于识别从组合器电路部分260输出的脉冲信号的比较器，用于对对应的比较器的输出信号进行计数的计数器电路，以及用于通过将计数器电路的输出除以时间来计算频率的操作微型计算机。对应的微型计算机能够通过将计数器电路的输出乘以预定比例系数来计算模拟信号的幅值。
根据本发明的一个优选实施例的模拟信号检测电路200还可以包括如参考图4可见的确定电路部分(鉴别器)290。
确定电路部分290通过将从平均电路部分270输出的平均值与接地漏电断路器的预定跳闸参考值进行比较来确定是否要生成并输出跳闸控制信号。
为此，确定电路部分290可以包括比较器和信号发生器电路部分。
如能够从图3看到，根据本发明的一个优选实施例的模拟信号检测电路200还包括延迟电路部分270a，其被安装在平均电路部分与确定电路部分之间，将从平均电路部分输出的平均值延迟预定时间并将经延迟的平均值输出到确定电路部分。
当延迟电路部分270a被安装在平均电路部分270与确定电路部分290之间时，确定电路部分290还可以包括用于将当前输入的平均电路部分270的输出信号与延迟电路部分270a的输出信号进行比较的另一比较器。
作为该另一比较器的比较的结果，如果当前输入的平均电路部分270的输出信号与延迟电路部分270a的输出信号相同，则平均电路部分270的输出信号被恒定地维持并且因此被认为是可靠的输出信号。因此，确定电路部分290通过将当前输入的平均电路部分270的输出信号与跳闸参考值进行比较来确定是否要生成并输出跳闸控制信号。
如果平均电路部分270的输出信号与延迟电路部分270a的输出信号不同，则应注意噪声信号被输入。因此，由于当前输入的平均电路部分270的输出信号不能够是可靠的，所以确定电路部分290忽视当前输入的平均电路部分270的输出信号，而不将其与跳闸参考值进行比较。
在图4中，附图标记1指代被安装在电力电路中以用于监测(观察)并提供与在电力电路上流动的电流的量成比例的电压信号作为目标模拟信号以用于监测的电流变换器(CT)。
在图4中，附图标记3a指代用于触发接地漏电断路器或电路断路器的跳闸操作(自动电路断开)的跳闸机构，并且例如可以包括电磁体和由如公知的电磁体致动的电驱。
在图4中，附图标记3b指代如公知的接地漏电断路器或电路断路器的开关机构，并且开关机构3b包括可移动的接触臂和接触(其实际上对电路进行开关操作)、作为用于将可移动的接触臂驱动到电路断开位置的驱动机构的杆、链接、跳闸弹簧、等等。
将参考图3-6描述根据本发明的一个优选实施例的上述模拟信号检测电路的操作。
在图4中，如果从被安装在电力电路上以用于观察的电流变换器1施加用于监测为与在电力电路(在下文中缩写为电路)上的电流的量成比例的电压信号的(在图3中利用信号源Vin标记的)模拟信号，则最小值检测电路部分210检测模拟信号的最小电压值并将检测到的最小电压值提供给参考电压发生器230，并且最大值检测电路部分220检测模拟信号的最大电压值并将检测到的最大电压值提供给参考电压发生器230。
参考电压发生器230根据从最小值检测电路210和最大值检测电路220输入的模拟信号的最小电压值与最大电压值的电压宽度来生成多个参考电压，并通过多个参考电压输出端子来输出所生成的参考电压，其中参考电压的数量被确定为如由所述方程(1)所表示的。
与参考电压的所确定的数量相对应的比较器240将输出参考电压与模拟信号进行比较。
在这种情况下，在多个比较器240之中，仅仅已经通过参考电压输入端子接收到来自参考电压发生器230的参考电压信号的比较器240能够将通过信号输入端子输入的模拟信号与参考电压信号进行比较并输出输出信号。
多个脉冲发生器250被提供为与多个比较器240的数量相对应，并且根据多个比较器的输出信号来输出脉冲信号，即多个脉冲发生器250在比较器240的输出信号为逻辑高值时输出脉冲信号。
此外，多个脉冲发生器250生成具有取决于模拟信号的频率而在多个脉冲中变化的宽度的多个脉冲信号，并输出脉冲信号。
如参考图6可见，关于两个模拟信号，即，具有与彼此相同幅值(在最大电压值与最小电压值之间的差值)和与彼此不同的它们各自的频率的Vin_f1和Vin_f2，由于两个模拟信号的幅值彼此相同，所以参考电压发生器230生成针对两个模拟信号Vin_f1、Vin_f2的三个参考电压。关于具有高频率的模拟信号Vin_f1，多个脉冲发生器250输出在各脉冲中具有短宽度的脉冲信号，并且关于具有低频率的模拟信号Vin_f2，多个脉冲发生器250输出具有比在针对模拟信号Vin_f1的各脉冲中的宽度长的宽度的脉冲信号。
因此，组合器电路部分260通过求和来输出来自多个脉冲发生器250的脉冲信号。换言之，组合器电路部分260通过将来自多个脉冲发生器250的脉冲信号相加来输出脉冲信号。
平均电路部分270输出从组合器电路部分260输出的脉冲信号的平均值。在这种情况下，从平均电路部分270输出的脉冲信号的平均值是通过将在预定时间内的脉冲信号的值相加并且之后将加和值除以时间获得的值，并且平均值是模拟值。
之后，图4的确定电路部分290通过将从平均电路部分270输出的平均值与预设的接地漏电断路器的跳闸参考值进行比较来确定是否要生成并输出跳闸控制信号。
如果从图4的平均电路部分270输出的平均值是跳闸参考值或更大的值，则确定电路部分290生成并输出跳闸控制信号。
开关机构3b在跳闸机构3a触发时进行操作，由此包含于开关机构3b中的可移动的接触臂与对应于可移动的接触臂的固定接触臂分开。因此，电路被自动断开(跳闸)。
因此，能够保护电气负载免受诸如漏电电流或短路电流的故障电流。
如果从图4的平均电路部分270输出的平均值小于跳闸参考值，则确定电路部分290不生成跳闸控制信号。
在这种情况下，跳闸机构3a不进行操作并且因此开关机构3b不进行操作，由此可移动的接触臂与对应于可移动的接触臂的固定接触臂相接触。因此，通过电路将电力正常地从电源供应到负载侧。
如以上所描述的，根据本发明的模拟信号检测电路通过参考电压发生器生成与在模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的电压宽度成比例的多个参考电压，并且通过对应的比较器将模拟信号的电压与多个参考电压中的每个参考电压进行比较，由此输出与模拟信号的幅值成比例的数量的脉冲信号而无需稳定时间延迟。此外，根据本发明的模拟信号检测电路能够通过与多个参考电压相对应的脉冲发生器生成并输出具有取决于模拟信号的频率而在各脉冲信号中变化的宽度的脉冲信号，由此输出由模拟信号的频率反映的脉冲信号。在这种情况下，由于信号处理器或确定电路部分能够通过将正常信号与噪声鉴别开来精确地处理仅有的模拟信号以用于监测，所以能够在诸如接地漏电断路器或电路断路器的应用领域中精确地确定对电路上的用于监测的漏电电流或故障电流的生成。因此，有利的是能够改进接地漏电断路器或电路断路器的操作中的可靠性。
由于根据本发明的模拟信号检测电路还包括：最小值检测电路部分，其用于检测模拟信号的最小电压值并将检测到的最小电压值提供给参考电压发生器；以及最大值检测电路部分，其检测模拟信号的最大电压值并将检测到的最大电压值提供给参考电压发生器，所以有利的是，能够确定在模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的差，即，模拟信号的幅值。
在根据本发明的模拟信号检测电路中，由于脉冲发生器中的每个包括延迟电路部分和异或电路部分，所以有利的是能够提供具有与延迟电路部分的时间延迟一样多的脉冲宽度的脉冲信号。
由于根据本发明的模拟信号检测电路还包括平均电路部分，其输出从组合器电路部分输出的脉冲信号的平均值，所以模拟信号检测电路能够在最小范围内受临时的噪声影响，并且连接在模拟信号检测电路之后的确定电路部分能够可靠地确定模拟信号，即能够可靠地确定漏电电流或故障电流。
由于根据本发明的模拟信号检测电路还包括确定电路部分，所以该确定电路部分能够通过将从平均电路部分输出的平均值与接地漏电断路器的预定跳闸参考值进行比较来确定是否要生成并输出跳闸控制信号。
由于根据本发明的模拟信号检测电路还包括延迟电路部分，其用于将从平均电路部分输出的平均值延迟预定时间并且将经延迟的平均值输出到确定电路部分，所以能够避免归因于由临时噪声引起的快速变化的模拟信号而在检测电路上的漏电电流或故障电流中的错误操作。
由于根据本发明的模拟信号检测电路还包括信号处理器，其基于从组合器电路部分输出的脉冲信号，通过对脉冲信号的数量进行计数并将所计数的数量除以时间来计算模拟信号的频率，或者通过将脉冲信号的数量乘以预定比例系数来计算模拟信号的幅值，所以有利的是能够单独地检测模拟信号的幅值和频率。
在根据本发明的模拟信号检测电路中，由于参考电压发生器被配置为生成与被输入的模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的电压宽度成比例的参考电压的数量，所以由对应的模拟信号的特征反映的脉冲信号能够通过具有大幅值的模拟信号与许多参考电压的比较来生成。
在根据本发明的模拟信号检测电路中，由于多个脉冲发生器在模拟信号的频率是低的时生成在各脉冲中具有宽的宽度的多个脉冲信号，所以由模拟信号的频率反映的脉冲信号能够被输出。在这种情况下，连接在模拟信号检测电路之后的信号处理器或确定电路部分能够精确地处理仅仅模拟信号以用于通过明确地将正常信号与噪声鉴别开来检测目标。

Claims (8)

1.一种模拟信号检测电路，其特征在于，所述模拟信号检测电路包括：
参考电压发生器，其生成并输出多个参考电压，所述参考电压的数量取决于被输入的模拟信号的最小电压值与最大电压值之间的电压宽度而变化；
多个比较器，其将所述模拟信号的电压与从所述参考电压发生器输出的所述多个参考电压中的每个参考电压进行比较；
多个脉冲发生器，其生成并输出多个脉冲信号，所述多个脉冲信号取决于所述模拟信号的频率而在所述多个脉冲信号中具有变化的宽度；以及
组合器电路部分，其通过求和来输出来自所述多个脉冲发生器的所述脉冲信号；
所述脉冲发生器中的每个脉冲发生器包括：
延迟电路部分，其通过时间延迟输出所述多个比较器中的任何一个的输出信号；以及
异或电路部分，其具有用于接收所述多个比较器中的对应一个的输出信号的第一输入端子和用于接收从所述延迟电路部分输出的所述输出信号的第二输入端子，并且当所述多个比较器中的所述对应一个的所述输出信号的逻辑值与所述延迟电路部分的所述输出信号的逻辑值不同时生成脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的模拟信号检测电路，其特征在于，还包括：
最小值检测电路部分，其检测所述模拟信号的最小电压值并将所述最小电压值提供给所述参考电压发生器；以及
最大值检测电路部分，其检测所述模拟信号的最大电压值并将所述最大电压值提供给所述参考电压发生器。
3.根据权利要求1所述的模拟信号检测电路，其特征在于，还包括被连接到所述组合器电路部分的平均电路部分，其输出从所述组合器电路部分输出的所述脉冲信号的平均值。
4.根据权利要求3所述的模拟信号检测电路，其特征在于，还包括确定电路部分，其通过将从所述平均电路部分输出的所述平均值与接地漏电断路器的预定跳闸参考值进行比较来确定是否要生成并输出跳闸控制信号。
5.根据权利要求4所述的模拟信号检测电路，其特征在于，还包括延迟电路部分，其被安装在所述平均电路部分与所述确定电路部分之间，并且将从所述平均电路部分输出的所述平均值延迟预定时间并且之后将所述平均值输出到所述确定电路部分。
6.根据权利要求1所述的模拟信号检测电路，其特征在于，还包括信号处理器，其基于从组合器电路部分输出的所述脉冲信号，通过对所述脉冲信号的数量进行计数并将所述脉冲信号的数量除以时间来计算所述模拟信号的频率，或者通过将所述脉冲信号的数量乘以预定比例系数来计算所述模拟信号的幅值。
7.根据权利要求1所述的模拟信号检测电路，其特征在于，所述参考电压发生器被配置为生成与被输入的所述模拟信号的所述最小电压值与所述最大电压值之间的所述电压宽度成比例的参考电压的数量。
8.根据权利要求1所述的模拟信号检测电路，其特征在于，所述多个脉冲发生器被配置为如果所述模拟信号的频率是低的则生成在多个脉冲信号中具有宽的宽度的多个脉冲信号。
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