CN108196218B - 电路传递函数变化的检测电路、方法和电能表 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于电能计量技术领域,提供了一种电路传递函数变化的检测电路、方法和电能表。所述电路包括:第一基准信号源,用于向目标电路发送基准测试信号,使得目标电路输出混合信号;第二基准信号源,用于向同步相干检测模块发送至少一路参考信号;同步相干检测模块,用于将参考信号与混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。本发明能够实现在线检测目标电路传递函数的变化,实时诊断由于窃电行为或电路故障造成的电表精度超标情况,提高电能表电能计量精度的可控性,减少窃电发生,增加计量电路运行的可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明属于电能计量技术领域,尤其涉及电路传递函数变化的检测电路、方法和电能表。
背景技术
在供电系统中,电是一种商品,电能计量装置则是一把秤,它的准确与否,直接关系到供用电双方的经济利益。目前智能电能表在电能测量中,一般都将电网电流、电压信号经过电能表、传感器和采样网络转换为满足ADC(Analog to Digital Converter,模数转换芯片)的输入电压安全范围的电压信号,ADC转换后的数字信号再输入到数字处理单元,进行功率计算及计量。
电能表在出厂前均会经过更高精度等级的标准表进行校准,满足电能表标准规定的准确度等级。电能表现场安装后,由于外界环境变化、元器件老化失效等诸多原因会造成电能表精度发生变化。电能表的精度在现场是否发生变化,是否仍符合准确度等级要求,现场窃电和计量电路故障是否能及时发现,是供用电双方重点关心的问题。
目前电能表的管理人员在电能表挂网后整个生命周期管理过程中,都采用定期离线抽检电能表误差的方法,无法实时在线监测及时地发现每一块挂网电能表精度变化,并自诊断窃电行为或电能计量电路故障,造成电能计费的误差,给供用电双方带来不必要的麻烦和损失。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种电路传递函数变化的检测电路和方法,以解决现有技术中不能及时检测电路传递函数的变化,进而不能实时在线监测电能表精度变化,不能及时诊断窃电行为和计量电路故障点的问题。
本发明实施例第一方面提供了一种电路传递函数变化的检测电路,用于检测耦合于第一信号源的输出端之间的目标电路的传递函数,所述第一信号源向所述目标电路发送第一信号,所述检测电路包括:第一基准信号源、第二基准信号源和同步相干检测模块;
所述第一基准信号源,与所述目标电路连接,用于向所述目标电路发送基准测试信号,使得所述目标电路输出所述基准测试信号与所述第一信号叠加的混合信号;
所述第二基准信号源,与所述同步相干检测模块连接,用于向所述同步相干检测模块发送至少一路参考信号;
所述同步相干检测模块,与所述目标电路连接,还与所述第二基准信号源连接,用于将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
可选的,所述幅频特征为所述检测信号中与所述基准测试信号的幅值对应的信号分量,所述相频特征为所述检测信号中与所述基准测试信号的相位对应的信号分量。
可选的,所述同步相干检测模块包括:检测单元和判定单元;
所述检测单元,与所述目标电路连接,还与所述第二基准信号源连接,用于将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号;
所述判定单元,与所述检测单元连接,用于根据所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
可选的,所述检测单元包括第一乘法器和第一低通滤波器;
所述第一乘法器的第一输入端与所述第二基准信号源连接,所述第一乘法器的第二输入端与所述目标电路连接,所述第一乘法器的输出端与所述第一低通滤波器的输入端连接;
所述第一低通滤波器的输出端与所述判定单元连接。
可选的,所述检测单元还包括第二乘法器和第二低通滤波器;
所述第二乘法器的第一输入端与所述第二基准信号源连接,所述第二乘法器的第二输入端与所述目标电路连接,所述第二乘法器的输出端与所述第二低通滤波器的输入端连接;
所述第二低通滤波器的输出端与所述判定单元连接;
所述第二乘法器和所述第一乘法器并联。
可选的,所述第二基准信号源向所述同步相干检测模块发送两路正交的所述参考信号;
所述同步相干检测模块还用于将所述混合信号分别与两路正交的所述参考信号进行相乘、低通滤波处理,得到两路正交检测信号,并根据所述两路正交检测信号得到所述幅频特征和所述相频特征。
可选的,所述目标电路至少包括采样网络和测量单元;
所述采样网络为包括电阻、电容和电感中至少一种电子器件的电路。
可选的,所述采样网络设置在集成电路外部,所述测量单元、所述第一基准信号源、所述第二基准信号源和所述同步相干检测模块集成在所述集成电路中。
可选的,所述检测电路还包括:
连接在所述目标电路和所述同步相干检测模块之间的滤波器组,用于将所述混合信号进行第一滤波处理,并将第一滤波处理后的所述混合信号输出到所述同步相干检测模块。
可选的,所述检测电路还包括电能计量电路;
所述滤波器组还用于将所述混合信号进行第二滤波处理,并将第二滤波处理的混合信号输出到电能计量电路。
本发明实施例第二方面提供了一种电路传递函数变化的检测方法,用于检测耦合于第一信号源的输出端之间的目标电路的传递函数,所述第一信号源向所述目标电路发送第一信号,还适用于包括第一基准信号源、第二基准信号源和同步相干检测模块的电路传递函数变化的检测电路,包括:
所述第一基准信号源向所述目标电路发送基准测试信号,使得所述目标电路输出所述基准测试信号与所述第一信号叠加的混合信号;
所述第二基准信号源向所述同步相干检测模块发送至少一路参考信号;
所述同步相干检测模块将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
可选的,所述基准测试信号的频率和所述参考信号的频率均与所述第一信号的谐波频点、次谐波频点和间谐波频点均不相等;
所述基准测试信号的频率与所述参考信号的频率相等。
可选的,所述第一基准信号源和所述第二基准信号源发出的信号的波形均为周期性方波或周期性正弦波。
可选的,所述检测方法还包括:
当所述第一基准信号源或所述第二基准信号源当前频带内的信号受到外界信号干扰时,所述第一基准信号源或所述第二基准信号源发生跳频。
可选的,所述第二基准信号源向所述同步相干检测模块发送一路所述参考信号;
所述将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号具体为:
将一路所述参考信号与所述混合信号进行相乘,得到相乘信号;
将所述相乘信号进行低通滤波,得到所述检测信号。
可选的,所述第二基准信号源向所述同步相干检测模块发送两路正交的所述参考信号;
所述两路正交的所述参考信号包括第一路所述参考信号和第二路所述参考信号;
所述同步相干检测模块接收两路所述混合信号,所述两路所述混合信号分别为第一路所述混合信号和第二路所述混合信号;
所述将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号具体为:
将所述第一路所述参考信号与所述第一路所述混合信号进行相乘,得到第一分量信号,将所述第二路所述参考信号与所述第二路所述混合信号进行相乘,得到第二分量信号;
将所述第一分量信号和所述第二分量信号分别进行低通滤波,得到两路正交的检测信号;
对所述两路正交的检测信号进行平方和计算得到所述幅频特征,对所述两路正交的检测信号进行除法计算得到所述相频特征。
可选的,所述预设标定值包括:预设标定幅频特征和预设标定相频特征;
所述电路传递函数变化的检测方法还包括:
若所述幅频特征相对于预设标定幅频特征的变化大于预设幅频变化值,所述同步相干检测模块发出报警信号;
若所述相频特征相对于预设标定相频特征的变化大于预设相频变化值,所述同步相干检测模块发出报警信号。
本发明实施例第三方面提供了一种电能表,包括上述实施例第一方面提供的任意一种所述的电路传递函数变化的检测电路。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:第一基准信号源向目标电路发送基准测试信号,使得目标电路输出混合信号;第二基准信号源向同步相干检测模块发送至少一路参考信号;同步相干检测模块将参考信号与混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化,实现了在线检测目标电路传递函数的变化,从而实现在线监测电能表精度变化,实时诊断由于窃电行为和由于各种故障造成的电表精度超标情况,提高电能表电能计量精度的可控性,减少窃电发生,增加计量电路运行的可靠性和安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的电路传递函数变化的检测电路的结构框图;
图2是本发明实施例二提供的电路传递函数变化的检测电路的电路示意图;
图3是本发明实施例三提供的电路传递函数变化的检测电路的另一种电路示意图;
图4是本发明实施例五提供的基于三相电流的电路传递函数变化的检测电路的电路示意图;
图5是本发明实施例六提供的电路传递函数变化的检测方法的实现流程图;
图6是图5中步骤503的一种具体实现流程图;
图7是本发明实施例六提供的电路传递函数变化的检测方法检测的故障点示意图;
图8是本发明实施例七提供的图5中步骤503的另一种具体实现流程图;
图9是本发明实施例八提供的另一种电路传递函数变化的检测方法的实现流程图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
参见图1,本实施例提供的一种电路传递函数变化的检测电路,用于检测耦合于第一信号源的输出端之间的目标电路的传递函数,所述第一信号源向所述目标电路发送第一信号,所述检测电路包括:第一基准信号源100、第二基准信号源200和同步相干检测模块300。
第一基准信号源100适于与所述目标电路连接,用于向所述目标电路发送基准测试信号,使得所述目标电路输出所述基准测试信号与所述第一信号叠加的混合信号。
第二基准信号源200与同步相干检测模块300连接,用于向同步相干检测模块300发送至少一路参考信号。
同步相干检测模块300与所述目标电路连接,还与第二基准信号源200连接,用于将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
其中,所述幅频特征为所述检测信号中与所述基准测试信号的幅值对应的信号分量,所述相频特征为所述检测信号中与所述基准测试信号的相位对应的信号分量。
具体的,当所述检测信号为一路信号时,可通过检测信号确定与基准测试信号对应的幅值和相位的的乘积值;当所述检测信号为两路正交信号时,则可以根据所述两路正交信号计算得出与基准测试信号对应的幅值和相位。
第一基准信号源100和第二基准信号源200的信号频率相等。
可选的,第一基准信号源100和第二基准信号源200可以为同一个基准信号源,也可以为不同的基准信号源。
上述电路传递函数变化的检测电路中,第一基准信号源100向目标电路发送基准测试信号,使得目标电路输出混合信号;第二基准信号源200向同步相干检测模块300发送至少一路参考信号;同步相干检测模块300将参考信号与混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化,实现了在线检测目标电路传递函数的变化,实时诊断由于窃电行为或电路故障造成的电表精度超标情况,提高电能表电能计量精度的可控性,减少窃电发生,增加计量电路运行的可靠性和安全性。
实施例二
根据实施例一,请参阅图2,作为一种具体实施方式,第一基准信号源100和第二基准信号源200为不同的基准信号源。第一基准信号源100和第二基准信号源200的信号频率相等。
其中,第一基准信号源100发出的基准测试信号可以为周期性正弦波,第二基准信号源200发出的参考信号可以为周期性的数字方波。
进一步地,所述目标电路包括:第一电阻R0、第二电阻R1、第三电阻R2、第一电容C1、第二电容C2、ADC和电能计量电路。其中,所述ADC用于将所述第一信号和所述基准测试信号叠加为所述混合信号,并将模拟的混合信号转换为数字的混合信号。
所述第一电阻R0与第一基准信号源100电连接,所述第一电阻R0的第一端还与所述第二电阻R1的第一端连接,所述第一电阻R0的第二端还与所述第三电阻R2的第一端连接。可选的,所述第一电阻R0为锰铜电阻,所述第一电阻R0的值为200μΩ。
所述第二电阻R1的第二端与ADC的正输入端和第一电容C1的正极电连接。
所述第三电阻R2的第二端与ADC的负输入端和第二电容C2的负极电连接。
所述第一电容C1的负极与所述第二电容C2的正极连接,所述第一电容C1的负极接地。可选的,所述第二电阻R1和所述第三电阻R2的阻值均为1KΩ,所述第一电容C1和所述第二电容C2的电容值均为33nF。
所述ADC的输出端与同步相干检测模块300的输入端连接。
可选的,所述目标电路可以包括:第三电容C3。ADC的基准电压通过第三电容C3接地。所述第三电容C3用于保护目标电路。
所述电能计量电路用于计量所述第一信号源的电能。
进一步地,作为一种具体实施方式,第一基准信号源100为基准信号源装置。
可选的,所述基准信号源装置可以为电流信号源或电压信号源。所述基准信号源装置为电压信号源时,第一基准信号源100与所述第一电阻R0并行连接,向所述目标电路发送电压信号源;所述基准信号源装置为电流信号源时,第一基准信号源100与所述第一电阻R0串联,向所述目标电路发送电流信号源。
其中,所述基准测试信号的频率与所述第一信号的谐波频点、次谐波频点和间谐波频点均不相等。
可选的,第一基准信号源100和第二基准信号源200具有跳频特性。
当第一基准信号源100或第二基准信号源200当前频带内的信号受到外界信号干扰时,第一基准信号源100或第二基准信号源200发生跳频,即第一基准信号源100或第二基准信号源200的信号频率发生变化,以避免受到外界信号干扰。
当第一基准信号源100或第二基准信号源200的频率与所述第一信号源的频率相等时,第一基准信号源100或第二基准信号源200也发生跳频。
进一步地,请参阅图2,作为一种具体实施方式,同步相干检测模块300包括:检测单元301和判定单元302。
检测单元301的第一输入端与与所述目标电路连接,检测单元301的第二输入端与第二基准信号源200的输出端连接,检测单元301的输出端与判定单元302的输入端连接。检测单元301用于将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号。检测单元301的第一输入端为同步相干检测模块300的第一输入端,检测单元301的第二输入端为同步相干检测模块300的第二输入端。
判定单元302用于根据所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
可选的,检测单元301包括:第一乘法器和第一低通滤波器。其中,第二基准信号源200向同步相干检测模块300发送一路参考信号。
所述第一乘法器的第一输入端为检测单元301的第一输入端,所述第一乘法器的第二输入端为检测单元301的第二输入端,所述第一乘法器的输出端与所述第一低通滤波器的输入端连接,用于接收一路所述参考信号,将一路所述参考信号与所述混合信号相乘,得到相乘信号,并将所述相乘信号发送给所述第一低通滤波器。
所述第一低通滤波器的输出端与判定单元302连接,用于将所述相乘信号进行低通滤波,得到所述检测信号。
具体的,通过检测信号确定与基准测试信号对应的幅值和相位的乘积值,根据与基准测试信号对应的幅值和相位的乘积值对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
可选的,同步相干检测模块300还包括报警装置。所述报警装置与判定单元302连接。
判定单元302在所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化大于预设变化值时,生成报警信号发送给所述报警装置。
示例性的,当与基准测试信号对应的幅值和相位的乘积值相对于预设标定值的变化大于预设变化值时,判定单元302生成报警信号发送给所述报警装置,报警装置通过发光、闪烁或声音等方式进行报警,提示管理人员检查电能表,检查目标电路是否发生故障,检查是否发生窃电行为。本实施例对报警方式不做限定。
进一步地,一个实施例中,所述目标电路包括采样网络和测量单元,所述采样网络为包括电阻、电容和电感中至少一种电子器件的电路。
所述采样网络设置在集成电路外部,所述测量单元、第一基准信号源100、第二基准信号源200和同步相干检测模块300集成在所述集成电路中。
集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。因此,将所述测量单元、第一基准信号源100、第二基准信号源200和同步相干检测模块300集成在所述集成电路中,减少其他电路器件对检测电路的影响,提高检测电路的稳定性,同时节约本实施例中检测电路的成本,提高检测电路的寿命。
进一步地,参见图2,所述检测电路还包括:连接在所述目标电路和同步相干检测模块300之间的滤波器组。所述滤波器组用于将所述混合信号进行第一滤波处理,并将第一滤波处理后的所述混合信号输出到同步相干检测模块300。
可选的,所述检测电路还包括电能计量电路。
所述滤波器组还用于将所述混合信号进行第二滤波处理,并将第二滤波处理的所述混合信号输出到电能计量电路。
电能计量电路根据第二滤波处理的混合信号对所述第一信号源的电能进行计量。
上述实施例中,第一基准信号源100向目标电路发送基准测试信号,使得目标电路输出混合信号;第二基准信号源200向同步相干检测模块300发送至少一路参考信号;同步相干检测模块300将参考信号与混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化,实现了在线检测目标电路传递函数的变化,实时诊断由于窃电行为或电路故障造成的电表精度超标情况,提高电能表电能计量精度的可控性,减少窃电发生,增加计量电路运行的可靠性和安全性。
实施例三
参见图3,作为一种具体实施方式,第一基准信号源100和第二基准信号源200为同一个基准信号源。
其中,基准信号源发出的信号的波形为周期性方波或周期性正弦波。
基准信号源与所述目标电路连接,还与同步相干检测模块300连接。
基准信号源向所述目标电路发送基准测试信号,使得所述目标电路输出所述基准测试信号与所述第一信号叠加的混合信号;同时也向所述同步相干检测模块发送至少一路参考信号。
图3中的目标电路、滤波器组和同步相干检测模块300的结构和有益效果与实施例二中的目标电路、滤波器组和同步相干检测模块300的结构和有益效果相同,这里不做赘述。
实施例四
根据实施例一、实施例二和实施例三的电路传递函数变化的检测电路,可选的,同步相干检测模块300的检测单元301可以包括:第一乘法器、第二乘法器、第一低通滤波器和第二低通滤波器。
其中,第二基准信号源200向同步相干检测模块300发送两路正交的所述参考信号。所述两路正交的所述参考信号包括第一路所述参考信号和第二路所述参考信号。
同步相干检测模块300还用于将所述混合信号分别与两路正交的所述参考信号进行相乘、低通滤波处理,得到两路正交检测信号,并根据所述两路正交检测信号得到所述幅频特征和所述相频特征。
具体的,第二基准信号源200向同步相干检测模块300发送第一路所述参考信号和第二路所述参考信号。所述第一路所述参考信号和所述第二路所述参考信号正交。同步相干检测模块300接收两路所述混合信号,所述两路所述混合信号分别为第一路所述混合信号和第二路所述混合信号;第一路所述混合信号和第二路所述混合信号为相同的混合信号。
第一乘法器的第一输入端为检测单元301的第一输入端,第一乘法器的第二输入端为检测单元301的第二输入端,所述第一乘法器的输出端与所述第一低通滤波器的输入端连接,用于接收第一路所述参考信号,将第一路所述参考信号与第一路所述混合信号相乘,得到第一分量信号,并将所述第一分量信号发送给第一低通滤波器。
第二乘法器的第一输入端也为检测单元301的第一输入端,所述第二乘法器的第二输入端也为检测单元301的第二输入端,所述第二乘法器的输出端与所述第二低通滤波器的输入端连接,用于接收第二路所述参考信号,将第二路所述参考信号与第二路所述混合信号相乘,得到第二分量信号,并将所述第二分量信号发送给第二低通滤波器。
所述第二乘法器和所述第一乘法器并联。
第一低通滤波器的输出端与判定单元302连接,用于将第一分量信号进行低通滤波。
第二低通滤波器的输出端与判定单元302连接,用于将第二分量信号进行低通滤波。
经过低通滤波的第一分量信号与经过低通滤波的第二分量信号正交。
根据两路正交信号计算得出与基准测试信号对应的幅值和相位,即对所述两路正交的检测信号进行平方和计算得到所述幅频特征,对所述两路正交的检测信号进行除法计算得到所述相频特征。
根据所述幅频特征和所述相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化,实现了在线检测目标电路传递函数的变化,实时诊断由于窃电行为或电路故障造成的电表精度超标情况,提高电能表电能计量精度的可控性,减少窃电发生,增加计量电路运行的可靠性和安全性。
实施例五
本实施例提供的又一种电路传递函数变化的检测电路,用于检测耦合于第一信号源的输出端之间的目标电路的传递函数,所述第一信号源向所述目标电路发送三相第一信号,所述检测电路包括第二基准信号源200、第一基准信号源100和同步相干检测模块300。
第一基准信号源100适于与所述目标电路连接,用于向所述目标电路发送三相基准测试信号,使所述目标电路输出三相混合信号的各个分相的混合信号。
其中,三相混合信号为三相第一信号和三相基准测试信号叠加的混合信号,包括各分相的混合信号。
第二基准信号源200与同步相干检测模块300连接,用于向同步相干检测模块300发送至少三路参考信号。
同步相干检测模块300用于将所述参考信号分别与各分相的混合信号进行同步相干检测,得到各分相的检测信号,并根据各分相的检测信号的幅频特征和相频特征相对于各分相的预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
进一步地,参见图4,一个实施例中,第一基准信号源100和第二基准信号源200为同一个基准信号源。
所述目标电路包括A相电路、B相电路和C相电路。
可选的,所述A相电路可以包括:互感器CT1、电阻Ra0、电阻Ra1、电阻Ra2、电容Ca1、电容Ca2和A相ADC。互感器CT1用于给A相电路提供一个放电回路,防止高压击穿其他器件。
互感器CT1的第一端与电阻Ra0的第一端连接,互感器CT1的第二端与电阻Ra0的第二端连接;电阻Ra0的第一端还与基准信号源电连接,电阻Ra0的第二端接地。
电阻Ra1的第一端与电阻Ra0的第一端连接,电阻Ra1的第二端与同步相干检测模块300电连接,电阻Ra1的第二端还与电容Ca1的正极连接。
电阻Ra2的第一端与电阻Ra0的第二端连接,电阻Ra2的第二端与同步相干检测模块300电连接,电阻Ra2的第二端还与电容Ca2的负极连接。
电容Ca1的负极与电容Ca2的正极连接,电容Ca1的负极接地。
A相ADC的信号正输入端Iap与电阻Ra1的第二端连接,A相ADC的信号负输入端Ian与电阻Ra2的第二端连接。所述A相ADC用于获取A相基准测试信号和A相第一信号,将A相基准测试信号和A相第一信号叠加为A相混合信号。
可选的,A相电路还可以包括A相电能计量电路。A相电能计量电路与A相滤波器组连接,用于计量A相电路的电能。
可选的,所述B相电路包括:互感器CT2、电阻Rb0、电阻Rb1、电阻Rb2、电容Cb1、电容Cb2和B相ADC。互感器CT2用于给B相电路提供一个放电回路,防止高压击穿其他器件。
互感器CT2的第一端与电阻Rb0的第一端连接,互感器CT2的第二端与电阻Rb0的第二端连接;电阻Rb0的第一端与基准信号源电连接,电阻Rb0的第二端接地。
电阻Rb1的第一端与电阻Rb0的第一端连接,电阻Rb1的第二端与同步相干检测模块300电连接,电阻Rb1的第二端还与电容Cb1的正极连接。
电阻Rb2的第一端与电阻Rb0的第二端连接,电阻Rb2的第二端与同步相干检测模块300电连接,电阻Rb2的第二端还与电容Cb2的负极连接。
电容Cb1的负极与电容Cb2的正极连接,电容Cb1的负极接地。
B相ADC的信号正输入端Ibp与电阻Rb1的第二端连接,B相ADC的信号负输入端Ibn与电阻Rb2的第二端连接。所述B相ADC用于获取B相基准测试信号和B相第一信号,将B相基准测试信号和B相第一信号叠加为B相混合信号。
可选的,B相电路还可以包括B相电能计量电路。B相电能计量电路与B相滤波器组连接,用于计量B相电路的电能。
可选的,所述C相电路包括:互感器CT3、电阻Rc0、电阻Rc1、电阻Rc2、电容Cc1和电容Cc2。互感器CT3用于给C相电路提供一个放电回路,防止高压击穿其他器件。
互感器CT3的第一端与电阻Rc0的第一端连接,互感器CT3的第二端与电阻Rc0的第二端连接;电阻Rc0的第一端与基准信号源电连接,电阻Rc0的第二端接地。
电阻Rc1的第一端与电阻Rc0的第一端连接,电阻Rc1的第二端与同步相干检测模块300电连接,电阻Rc1的第二端还与电容Cc1的正极连接。
电阻Rc2的第一端与电阻Rc0的第二端连接,电阻Rc2的第二端与同步相干检测模块300电连接,电阻Rc2的第二端还与电容Cc2的负极连接。
电容Cc1的负极与电容Cc2的正极连接,电容Cc1的负极接地。
C相ADC的信号正输入端Icp与电阻Rc1的第二端连接,C相ADC的信号负输入端Icn与电阻Rc2的第二端连接。所述C相ADC用于获取C相基准测试信号和C相第一信号,并将C相基准测试信号和C相第一信号叠加为C相混合信号。
可选的,C相电路还可以包括C相电能计量电路。C相电能计量电路与C相滤波器组连接,用于计量C相电路的电能。
进一步地,作为一个具体实施例,所述检测电路还包括A相滤波器组、B相滤波器组和C相滤波器组。
所述A相滤波器组连接在A相ADC与同步相干检测模块300之间,所述B相滤波器组连接在B相ADC与同步相干检测模块300之间,所述C相滤波器组连接在C相ADC与同步相干检测模块300之间。
其中,A相滤波器组用于对所述A相混合信号进行滤波处理,并发送给同步相干检测模块300。B相滤波器组用于对所述B相混合信号进行滤波处理,并发送给同步相干检测模块300。C相滤波器组用于对所述C相混合信号进行滤波处理,并发送给同步相干检测模块300。
可选的,同步相干检测模块300包括检测单元和判定单元。
检测单元用于根据至少一路参考信号对A相混合信号进行同步相干检测,得到A相检测信号;检测单元还用于根据至少一路参考信号对B相混合信号进行同步相干检测,得到B相检测信号;检测单元还用于根据至少一路参考信号对C相混合信号进行同步相干检测,得到C相检测信号。
判定单元用于根据A相检测信号的幅频特征和相频特征相对于A相预设标定值的变化确定A相电路的传递函数的变化;根据B相检测信号的幅频特征和相频特征相对于B相预设标定值的变化确定B相电路的传递函数的变化;根据C相检测信号的幅频特征和相频特征相对于C相预设标定值的变化确定C相电路的传递函数的变化。
其中,检测单元的电路结构与实施例二或实施例四中的检测单元的电路结构相同,这里不做过多赘述。
可选的,同步相干检测模块300可以包括报警装置。
示例性的,当A相检测信号的幅频特征相对于A相预设标定幅频特征的变化大于预设幅频变化值时,或A相检测信号的相频特征相对于A相预设标定相频特征的变化大于预设相频变化值时,判定单元302生成报警信号发送给所述报警装置,报警装置通过发光、闪烁或声音等方式进行报警,提示管理人员检查电能表,检查目标电路是否发生故障,检查是否发生窃电行为。本实施例对报警方式不做限定。
可选的,基准信号源和同步相干检测模块300集成在集成电路中。
可选的,所述目标电路的A相ADC、B相ADC和C相ADC也可以集成在所述集成电路中。
应理解,上述实施例仅是对第一基准信号源和第二基准信号源为同一个基准信号源的说明,除此之外,第一基准信号源100和第二基准信号源200还可以为不同的基准信号源,其中,第一基准信号源100和第二基准信号源200的信号频率相同,这里对第一基准信号源100和第二基准信号源200为不同基准信号源的电路结构不做过多赘述。
上述实施例中,基准信号源向所述目标电路发送三相基准测试信号,使所述目标电路输出三相混合信号的各个分相的混合信号,还向同步相干检测模块300发送至少三路参考信号;同步相干检测模块300将所述参考信号分别与各分相的混合信号进行同步相干检测,得到各分相的检测信号,并根据各分相的检测信号的幅频特征和相频特征相对于各分相的预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化,实现了在线检测目标电路传递函数的变化,从而实现在线监测电能表精度变化,实时诊断由于窃电行为和由于各种故障造成的电表精度超标情况,提高电能表电能计量精度的可控性,减少窃电发生,增加计量电路运行的可靠性和安全性。
实施例六
对应于实施例一、实施例二、实施例三和实施例四中的电路传递函数变化的检测电路,本实施例提供了一种电路传递函数变化的检测方法,用于检测耦合于第一信号源的输出端之间的目标电路的传递函数,所述第一信号源向所述目标电路发送第一信号。
具体参见图5,提供了电路传递函数变化的检测方法的一个实施例的实现流程示意图,详述如下:
步骤S501,第一基准信号源向所述目标电路发送基准测试信号,使得所述目标电路输出所述基准测试信号与所述第一信号叠加的混合信号。
可选的,所述基准测试信号的频率与所述第一信号的谐波频点、次谐波频点和间谐波频点均不相等,即所述基准测试信号的频率避开第一信号源的谐波频点、次谐波频点和间谐波频点。
可选的,所述第一基准信号源发出的信号的波形为周期性正弦波。所述第一基准信号源发出的信号具有高稳定性的特点。
步骤S502,第二基准信号源向所述同步相干检测模块发送至少一路参考信号。
可选的,所述参考信号的频率与所述第一信号的谐波频点、次谐波频点和间谐波频点均不相等,即所述参考信号的频率避开第一信号源的谐波频点、次谐波频点和间谐波频点。
可选的,所述第二基准信号源发出的信号的波形为周期性方波。所述第二基准信号源发出的信号具有高稳定性的特点。
示例性的,所述第一信号为其中ω0=2πf0,f0为供电电网的电压频率,即所述供电电网可以为所述第一信号源,V1为负荷电流采样信号幅值,/>为功率因数角,优选的,所述f0为50Hz或60Hz。所述基准测试信号为x2(t)=V2cos(ω1t+θ),其中,ω1=2πf1,f1为基准信号源的频率,θ是所述第一信号和基准测试信号之间的相位差,由信号传输过程中相位延迟造成。所述混合信号为其中,n(t)为随机噪声信号。/>
可选的,f1错开供电电网的谐波、次谐波、间谐波的频点,即f1与所述第一信号的谐波频点、次谐波频点、间谐波频点均不相同,且f1>7f0。
其中,所述基准测试信号的频率与所述参考信号的频率相等。
可选的,所述第一基准信号源或所述第二基准信号源具有跳频特性,包括:
当所述第一基准信号源或所述第二基准信号源当前频带内的信号受到外界信号干扰时,所述第一基准信号源或所述第二基准信号源发生跳频。
当所述第一基准信号源或所述第二基准信号源的频率与所述第一信号源的频率相等时,所述第一基准信号源或所述第二基准信号源也发生跳频。
可选的,所述第一基准信号源和所述第二基准信号源可以为同一个基准信号源,也可以为不同的基准信号源。所述第一基准信号源和所述第二基准信号源为不同的基准信号源时,所述第一基准信号源的信号频率与所述第二基准信号源的信号频率相等。
可选的,所述检测方法还包括:将所述混合信号进行第一滤波处理,并将经过第一滤波处理的所述混合信号发送给同步相干检测模块。
示例性的,对所述混合信号进行滤波处理,滤除第一信号的频带和噪声信号,得到混合信号x(t)=V2cos(ω1t+θ)。
可选的,所述检测方法还包括:将所述混合信号进行第二滤波处理,得到经过第二滤波处理的所述混合信号。
经过第二滤波处理的所述混合信号与所述第一信号源的频带相同,用于计量所述第一信号源的电能。
步骤S503,同步相干检测模块将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
其中,所述幅频特征为所述检测信号中与所述基准测试信号的幅值对应的信号分量,所述相频特征为所述检测信号中与所述基准测试信号的相位对应的信号分量。
具体的,当所述检测信号为一路信号时,可通过检测信号确定与基准测试信号对应的幅值和相位的乘积值;当所述检测信号为两路正交信号时,则可以根据所述两路正交信号计算得出与基准测试信号对应的幅值和相位。
进一步的,同步相干检测模块根据所述至少一路参考信号r(t)对所述混合信号x(t)进行同步相干检测,得到检测信号,并根据所述检测信号得到幅频特征和相频特征。根据所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
可选的,所述同步相干检测模块还用于存储预设标定值。
可选的,所述基准信号源向所述同步相干检测模块发送一路所述参考信号。
进一步地,请参见图6,步骤S503中的将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号的具体实现流程包括:
步骤S601,将一路所述参考信号与所述混合信号进行相乘,得到相乘信号。
示例性的,所述混合信号x(t)=V2cos(ω1t+θ)与所述参考信号r(t)进行同步相干检测,此时同步相干检测模块接收基准信号源的一路所述参考信号,即所述参考信号为r(t)=Vr cosω1t。
具体的,所述混合信号x(t)与所述参考信号为r(t)进行相乘,得到相乘信号为Up(t)=x(t)*r(t)=V2cos(ω1t+θ)*Vrcosω1t。
步骤S602,将所述相乘信号进行低通滤波,得到所述检测信号。
相乘信号Up(t)再进行经过低通滤波,滤除第一频率和噪声,最终得到检测信号U0=0.5V2Vrcosθ,通过检测信号确定与基准测试信号对应的幅值和相位的乘积值。
根据与基准测试信号对应的幅值和相位的乘积值相对于预设标定值的变化,即相对于基准测试信号的幅值和相位的乘积值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
示例性的,预设标定值为U'0=0.5V'2Vrcosθ',根据与基准测试信号对应的幅值和相位的乘积值0.5V2Vrcosθ相对预设标定幅值和相位的乘积值0.5V2'Vrcosθ的变化,即根据与基准测试信号对应的幅值和相位的乘积值0.5V2Vrcosθ相对于基准测试信号的幅值和相位的乘积值0.5V2'Vrcosθ的变化,确定目标电路的传递函数的变化。当与基准测试信号对应的幅值和相位的乘积值相对于基准测试信号的幅值和相位的乘积值发生变化时,则说明目标电路的传递函数发生变化,或所述目标电路出现故障点。
示例性的,参见图7,为本实施例提供的电路传递函数变化的检测方法检测的故障点示意图。当图中a点与b点进行短接时,会对经过电阻R0的电流进行分流,这样达到窃电目的。但是基准信号源发送的基准测试信号流过电阻R0的电流也被a点与b点短接的线分流,经过分流的第一信号和基准测试信号形成的混合信号,混合信号输入到同步相干检测模块后,与参考信号进行同步相干检测,得到检测信号,根据检测信号的幅频特征相对于预设标定幅频特征会变小,从而检测出该窃电事件。
示例性的,当图中a点虚焊或开路,或着c点虚焊或开路,所述滤波器组监测的所述目标电路两端的电量会变大,基准测试信号和第一信号形成的混合信号输入到同步相干检测模块后,与参考信号进行同步相干检测,根据检测信号的幅频特征相对于预设标定幅频特征会变大,从而可以检查目标电路中a点或c点是否出现异常。
示例性的,当图中d点发生温漂或失效,或着e点发生温漂或失效,会影响计量精度,基准测试信号和第一信号形成的混合信号输入到同步相干检测模块后,与参考信号进行同步相干检测,根据检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值均会发生变化,从而检测d点或e点电路是否出现异常。
示例性的,当图中f点发生漏电,会导致滤波器组监测的目标电路的电量降低,同时使计量电能的误差变大。基准测试信号和第一信号形成的混合信号输入到同步相干检测模块后,与参考信号进行同步相干检测,根据检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值均会发生变化,从而检测f点电路是否出现异常。
示例性的,当图中g点电阻、h点ADC或i点ADC基准电压发生故障时,会影响计量精度,基准测试信号和第一信号形成的混合信号输入到同步相干检测模块后,与参考信号进行同步相干检测,根据检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值均会发生变化,从而检测g点、h点或i点是否出现异常。
进一步地,一个实施例中,所述电路传递函数变化的检测方法还包括:
若所述幅频特征相对于预设标定幅频特征的变化大于预设幅频变化值,所述同步相干检测模块发出报警信号。
若所述相频特征相对于预设标定相频特征的变化大于预设相频变化值,所述同步相干检测模块发出报警信号。
其中,所述预设标定值包括:预设标定幅频特征和预设标定相频特征。
可选的,所述同步相干检测模块可以包括报警装置。
示例性的,当检测信号的幅频特征大于预设标定幅频特征时,或当检测信号的相频特征大于预设标定相频特征时,报警装置通过发光、闪烁或声音等方式进行报警,提示管理人员检查电能表,检查目标电路是否发生故障,检查是否发生窃电行为。本实施例对报警方式不做限定。
上述电路传递函数变化的检测方法中,第一基准信号源向目标电路发送基准测试信号,使得目标电路输出混合信号;第二基准信号源向同步相干检测模块发送至少一路参考信号;同步相干检测模块将参考信号与混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化,实现了在线检测目标电路传递函数的变化,从而实现在线监测电能表精度变化,实时诊断由于窃电行为和由于各种故障造成的电表精度超标情况,提高电能表电能计量精度的可控性,减少窃电发生,增加计量电路运行的可靠性和安全性。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
实施例七
对应于实施例六的电路传递函数变化的检测方法,可选的,所述第二基准信号源向所述同步相干检测模块发送两路正交的所述参考信号。
所述两路正交的所述参考信号包括第一路所述参考信号和第二路所述参考信号。所述第一路所述参考信号和所述第二路所述参考信号正交。
所述同步相干检测模块接收两路所述混合信号,所述两路所述混合信号分别为第一路所述混合信号和第二路所述混合信号。第一路所述混合信号和第二路所述混合信号为相同的混合信号。
参见图8,为本实施例提供的步骤503的另一种具体实现流程图,步骤S503中的将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号的具体实现流程包括:
步骤801,将第一路所述参考信号与第一路所述混合信号进行相乘,得到第一分量信号,将第二路所述参考信号与第一路所述混合信号进行相乘,得到第二分量信号。
示例性的,所述混合信号为x(t)=V2cos(ω1t+θ)。
优选的,所述第一路所述参考信号为余弦参考信号r1(t)=cosω1t,所述第二路所述参考信号为正弦参考信号r2(t)=sinω1t。
具体的,混合信号与余弦参考信号相乘得到第一分量信号,即Up1=x(t)*r1(t)=V2*cos(ω1t+θ)*cosω1t;混合信号与正弦参考信号相乘得到第二分量信号,即Up2=x(t)*r2(t)=V2cos(ω1t+θ)*sinω1t。
步骤802,将所述第一分量信号和所述第二分量信号分别进行低通滤波,得到两路正交的检测信号。
对所述第一分量信号Up1=V2cos(ω1t+θ)*cosω1t和所述第二分量信号Up2=V2cos(ω1t+θ)*sinω1t进行低通滤波,滤除频率f1,还可以滤除所述第一分量信号的噪声和所述第二分量信号中的噪声,得到经过滤波的所述第一分量信号U01=Amp1cosθ,得到经过滤波的所述第二分量信号U02=Amp1sin(-θ)。
其中,Amp1对经过滤波的所述第一分量信号U01或经过滤波的所述第二分量信号U02的公式进行推到得来,即U01或U02的幅值。
经过低通滤波的所述第一分量信号与经过低通滤波的所述第二分量信号正交。
步骤803,对所述两路正交的检测信号进行平方和计算得到所述幅频特征,对所述两路正交的检测信号进行除法计算得到所述相频特征。
具体的,所述检测信号包括经过低通滤波的所述第一分量信号和经过低通滤波的所述第二分量信号,并根据经过低通滤波的所述第一分量信号和经过低通滤波的所述第二分量信号计算得到所述幅频特征和所述相频特征。
具体的,对经过滤波的所述第一分量信号和经过滤波的所述第二分量信号进行平方和计算,即进行除法计算得到检测信号的幅频特征Amp=|Apm1|,相频特征Phase=-θ。
根据所述检测信号的幅频特征Amp相对于预设标定幅频特征的变化,以及相频特征Phase相对于预设标定相频特征的变化确定所述目标电路的传递函数的变化,及时发现窃电行为和电路故障点,提高电能计量的准确性,减少窃电发生,保证电路的安全性。
实施例八
对应于实施例五中的电路传递函数变化的检测电路,本实施例提供了另一种电路传递函数变化的检测方法,具体参见图9,提供了电路传递函数变化的检测方法的又一个实施例的实现流程示意图,详述如下:
步骤S901,第一基准信号源向所述目标电路发送三相基准测试信号,使所述目标电路输出三相混合信号的各个分相的混合信号。
其中,三相混合信号为三相第一信号和三相基准测试信号叠加的混合信号,包括各分相的混合信号。
可选的,所述目标电路包括A相电路、B相电路和C相电路。
第一基准信号源向A相电路发送A相基准测试信号、向B相电路发送B相基准测试信号和向C相电路发送C相基准测试信号。
步骤S902,第二基准信号源向同步相干检测模块发送至少三路参考信号。
具体的,第二基准信号源向同步相干检测模块发送至少一路A相参考信号、至少一路B相参考信号和至少一路C相参考信号。
步骤S903,同步相干检测模块将所述参考信号分别与各分相的混合信号进行同步相干检测,得到各分相的检测信号,并根据各分相的检测信号的幅频特征和相频特征相对于各分相的预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
所述检测方法还包括:滤波器组获取所述目标电路的三相混合信号,对所述三相混合信号中的各分相的混合信号进行第一滤波处理,将经过第一滤波处理的各分相的混合信号发送给同步相干检测模块。
可选的,所述三相混合信号包括A相混合信号、B相混合信号和C相混合信号。其中,所述A相混合信号为A相第一信号和A相基准测试信号叠加的信号;所述B相混合信号为B相第一信号和B相基准测试信号叠加的信号;所述C相混合信号为C相第一信号和C相基准测试信号叠加的信号。
滤波器组获取A相混合信号,对所述A相混合信号进行第一滤波处理,将经过第一滤波处理的A相混合信号发送给同步相干检测模块;获取B相混合信号,对所述B相混合信号进行第一滤波处理,将经过第一滤波处理的B相混合信号发送给同步相干检测模块;获取C相混合信号,对所述C相混合信号进行第一滤波处理,将经过第一滤波处理的C相混合信号发送给同步相干检测模块。
可选的,所述预设标定值包括A相预设标定值、B相预设标定值和C相预设标定值。
具体的,同步相干检测模块将所述至少一路A相参考信号与所述A相混合信号进行同步相干检测,得到A相检测信号,并根据所述A相检测信号的幅频特征和相频特征相对于A相预设标定值的变化确定A相电路的传递函数的变化。
同步相干检测模块将至少一路B相参考信号与所述B相混合信号进行同步相干检测,得到所述B相检测信号,并根据所述B相检测信号的幅频特征和相频特征得到B相检测信号相对于B相预设标定值的变化确定B相电路的传递函数的变化。
同步相干检测模块将至少一路C相参考信号对所述C相混合信号进行同步相干检测,得到所述C相检测信号,并根据所述C相检测信号的幅频特征和相频特征相对于C相预设标定值的变化确定C相电路的传递函数的变化。
可选的,本实施例的所述电路传递函数变化的检测方法还可以同时检测两相电路的传递函数的变化。
上述电路传递函数变化的检测方法中,第一基准信号源向所述目标电路发送三相基准测试信号,使所述目标电路输出三相混合信号的各个分相的混合信号;第二基准信号源向同步相干检测模块发送至少三路参考信号;同步相干检测模块将所述参考信号分别与各分相的混合信号进行同步相干检测,得到各分相的检测信号,并根据各分相的检测信号的幅频特征和相频特征相对于各分相的预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化,实现了在线检测目标电路传递函数的变化,从而实现在线监测电能表精度变化,实时诊断由于窃电行为和由于各种故障造成的电表精度超标情况,提高电能表电能计量精度的可控性,减少窃电发生,增加计量电路运行的可靠性和安全性。
实施例九
本发明实施例提供了一种电能表,包括上述实施例一至实施例五提供的任意一种所述的电路传递函数变化的检测电路,且具有上述电路传递函数变化的检测电路所具有的有益效果。
其中,所述电能表通过在线检测目标电路传递函数的变化,从而实现在线监测电能表精度变化,实时诊断由于窃电行为和由于各种故障造成的电表精度超标情况,提高电能表电能计量精度的可控性,减少窃电发生,增加计量电路运行的可靠性和安全性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种电路传递函数变化的检测电路,用于检测耦合于第一信号源的输出端之间的目标电路的传递函数,所述第一信号源向所述目标电路发送第一信号,其特征在于,所述检测电路包括:第一基准信号源、第二基准信号源和同步相干检测模块;
所述第一基准信号源,与所述目标电路连接,用于向所述目标电路发送基准测试信号,使得所述目标电路输出所述基准测试信号与所述第一信号叠加的混合信号;
所述第二基准信号源,与所述同步相干检测模块连接,用于向所述同步相干检测模块发送至少一路参考信号;
所述同步相干检测模块,与所述目标电路连接,还与所述第二基准信号源连接,用于将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
2.如权利要求1所述的电路传递函数变化的检测电路,其特征在于,所述幅频特征为所述检测信号中与所述基准测试信号的幅值对应的信号分量,所述相频特征为所述检测信号中与所述基准测试信号的相位对应的信号分量。
3.如权利要求1所述的电路传递函数变化的检测电路,其特征在于,所述同步相干检测模块包括:检测单元和判定单元;
所述检测单元,与所述目标电路连接,还与所述第二基准信号源连接,用于将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号;
所述判定单元,与所述检测单元连接,用于根据所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
4.如权利要求3所述的电路传递函数变化的检测电路,其特征在于,所述检测单元包括第一乘法器和第一低通滤波器;
所述第一乘法器的第一输入端与所述第二基准信号源连接,所述第一乘法器的第二输入端与所述目标电路连接,所述第一乘法器的输出端与所述第一低通滤波器的输入端连接;
所述第一低通滤波器的输出端与所述判定单元连接。
5.如权利要求4所述的电路传递函数变化的检测电路,其特征在于,所述检测单元还包括第二乘法器和第二低通滤波器;
所述第二乘法器的第一输入端与所述第二基准信号源连接,所述第二乘法器的第二输入端与所述目标电路连接,所述第二乘法器的输出端与所述第二低通滤波器的输入端连接;
所述第二低通滤波器的输出端与所述判定单元连接;
所述第二乘法器和所述第一乘法器并联。
6.如权利要求1所述的电路传递函数变化的检测电路,其特征在于,所述第二基准信号源向所述同步相干检测模块发送两路正交的所述参考信号;
所述同步相干检测模块还用于将所述混合信号分别与两路正交的所述参考信号进行相乘、低通滤波处理,得到两路正交检测信号,并根据所述两路正交检测信号计算得到所述幅频特征和所述相频特征。
7.如权利要求1所述的电路传递函数变化的检测电路,其特征在于,所述目标电路包括采样网络和测量单元;
所述采样网络为包括电阻、电容和电感中至少一种电子器件的电路。
8.如权利要求7所述的电路传递函数变化的检测电路,其特征在于,所述采样网络设置在集成电路外部,所述测量单元、所述第一基准信号源、所述第二基准信号源和所述同步相干检测模块集成在所述集成电路中。
9.如权利要求1至8任一项所述的电路传递函数变化的检测电路,其特征在于,所述检测电路还包括:
连接在所述目标电路和所述同步相干检测模块之间的滤波器组,用于将所述混合信号进行第一滤波处理,并将第一滤波处理后的所述混合信号输出到所述同步相干检测模块。
10.如权利要求9所述的电路传递函数变化的检测电路,其特征在于,所述检测电路还包括电能计量电路;
所述滤波器组还用于将所述混合信号进行第二滤波处理,并将第二滤波处理的所述混合信号输出到电能计量电路。
11.一种电路传递函数变化的检测方法,用于检测耦合于第一信号源的输出端之间的目标电路的传递函数,所述第一信号源向所述目标电路发送第一信号,还适用于包括第一基准信号源、第二基准信号源和同步相干检测模块的电路传递函数变化的检测电路,其特征在于,包括:
所述第一基准信号源向所述目标电路发送基准测试信号,使得所述目标电路输出所述基准测试信号与所述第一信号叠加的混合信号;
所述第二基准信号源向所述同步相干检测模块发送至少一路参考信号;
所述同步相干检测模块将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号,并根据所述检测信号的幅频特征和相频特征相对于预设标定值的变化确定所述目标电路的传递函数的变化。
12.如权利要求11所述的电路传递函数变化的检测方法,其特征在于,所述基准测试信号的频率和所述参考信号的频率均与所述第一信号的谐波频点、次谐波频点和间谐波频点不相等;
所述基准测试信号的频率与所述参考信号的频率相等。
13.如权利要求11所述的电路传递函数变化的检测方法,其特征在于,所述第一基准信号源和所述第二基准信号源发出的信号的波形均为周期性方波或周期性正弦波。
14.如权利要求11所述的电路传递函数变化的检测方法,其特征在于,所述检测方法还包括:
当所述第一基准信号源或所述第二基准信号源当前频带内的信号受到外界信号干扰时,所述第一基准信号源或所述第二基准信号源发生跳频。
15.如权利要求11所述的电路传递函数变化的检测方法,其特征在于,所述第二基准信号源向所述同步相干检测模块发送一路所述参考信号;
所述将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号具体为:
将一路所述参考信号与所述混合信号进行相乘,得到相乘信号;
将所述相乘信号进行低通滤波,得到所述检测信号。
16.如权利要求11所述的电路传递函数变化的检测方法,其特征在于,所述第二基准信号源向所述同步相干检测模块发送两路正交的所述参考信号;
所述两路正交的所述参考信号包括第一路所述参考信号和第二路所述参考信号;
所述同步相干检测模块接收两路所述混合信号,所述两路所述混合信号分别为第一路所述混合信号和第二路所述混合信号;
所述将所述参考信号与所述混合信号进行同步相干检测,得到检测信号具体为:
将所述第一路所述参考信号与所述第一路所述混合信号进行相乘,得到第一分量信号,将所述第二路所述参考信号与所述第二路所述混合信号进行相乘,得到第二分量信号;
将所述第一分量信号和所述第二分量信号分别进行低通滤波,得到两路正交的检测信号;
对所述两路正交的检测信号进行平方和计算得到所述幅频特征,对所述两路正交的检测信号进行除法计算得到所述相频特征。
17.如权利要求11所述的电路传递函数变化的检测方法,其特征在于,所述预设标定值包括:预设标定幅频特征和预设标定相频特征;
所述电路传递函数变化的检测方法还包括:
若所述幅频特征相对于预设标定幅频特征的变化大于预设幅频变化值,所述同步相干检测模块发出报警信号;
若所述相频特征相对于预设标定相频特征的变化大于预设相频变化值,所述同步相干检测模块发出报警信号。
18.一种电能表,其特征在于,包括如权利要求1至10中任一项所述的电路传递函数变化的检测电路。
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