CN108548946B - 杂散电流模拟装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种杂散电流模拟干扰模拟装置，包括：电源模组、时钟生成模组、随机直流干扰电压生成模组和输出驱动模组；电源模组的输入端用于接外部交流电源；电源模组的输出端分别为时钟生成模组、随机直流干扰电压生成模组和输出驱动模组提供工作电源；时钟生成模组的输入端用于与外部交流电源电连接，时钟生成模组的输出端与随机直流干扰电压生成模组的输入端电连接；随机直流干扰电压生成模组的输出端与输出驱动模组的第一输入端电连接；输出驱动模组的第二输入端用于与外部交流电源电连接；输出驱动模组输出含直流和交流信号的模拟杂散电流信号，用于杂散电流排流器及排流地床等的适应性测试。

Description

杂散电流模拟装置

技术领域

本发明涉及杂散电流领域，特别是涉及一种杂散电流模拟装置。

背景技术

杂散电流排流是保护管道的重要技术之一，目前经常使用排流地床或排流器实现对杂散电流的排流，以确保被保护的管道不被腐蚀。在对排流方式、排流器等的设计进行试验时，由于缺乏杂散电流信号源，往往只能在实际应用场景中进行此类试验，以测试排流器及排流方式的排流性能等参数，所以排流器投入运行前，无设备可检测其适用性。所以有必要提供一种杂散电流模拟装置。

发明内容

基于此，有必要针对排流设备在投入运行前无法检测其适用性的问题，提供一种杂散电流模拟装置。

一方面，本发明实施例提供了一种杂散电流模拟装置，包括：电源模组、时钟生成模组、随机直流干扰电压生成模组和输出驱动模组；

电源模组的输入端用于接外部交流电源；电源模组的输出端分别为时钟生成模组、随机直流干扰电压生成模组和输出驱动模组提供工作电源；

时钟生成模组的输入端用于与外部交流电源电连接，时钟生成模组的输出端与随机直流干扰电压生成模组的输入端电连接；

随机直流干扰电压生成模组的输出端与输出驱动模组的第一输入端电连接；

输出驱动模组的输入端还用于与外部交流电源电连接；输出驱动模组的输出端用于输出模拟杂散电流信号。

在其中一个实施例中，电源模组还包括第一变压器、第一整流电路和正负电压生成单元；

第一变压器的初级线圈用于与外部交流电源电连接，第一变压器的次级线圈与第一整流电路的输入端电连接；次级线圈的中间位置接地；

第一整流电路的第一输出端与正负电压生成单元的第一输入端电连接，第一整流电路的第二输出端与正负电压生成单元的第二输入端电连接；

正负电压生成单元的第一输出端用于提供正电压，正负电压生成单元的第二输出端用于提供负电压。

在其中一个实施例中，杂散电流模拟装置还包括交流干扰电压生成模组；

交流干扰电压生成模组的输入端用于与外部交流电源电连接，交流干扰电压生成模组的输出端与输出驱动模组的输入端电连接。

在其中一个实施例中，时钟生成模组包括方波生成单元和分频器；

电源模组分别为方波生成单元和分频器提供工作电压；

方波生成单元的输入端用于与外部交流电源电连接，方波生成单元的输出端与分频器的输入端电连接；

分频器的输出端与随机直流干扰电压生成模组的输入端电连接。

在其中一个实施例中，方波生成单元包括第一电阻、第一电容、二极管和第一晶体管；

第一电阻的一端用于与外部交流电源电连接，第一电阻的另一端与第一晶体管的基极连接；

二极管的阳极接地，二极管的阴极与第一晶体管的基极连接；

第一电容的一端与第一晶体管的基极连接，第一电容的另一端接地；

第一晶体管的发射极接地；第一晶体管的集电极与电源模组的输出端电连接；且第一晶体管的集电极与分频器的输入端电连接。

在其中一个实施例中，随机直流干扰电压生成模组包括除法器、模拟多路选择分配器和干扰电压阵列；

干扰电压阵列由电源模组提供电源，且干扰电压阵列与模拟多路选择分配器连接；

除法器的输入端与分频器的输出端电连接；

除法器的输出端与模拟多路选择分配器的输入端连接；

模拟多路选择分配器的输出端与输出驱动模组的输入端连接，且模拟多路选择分配器用于根据除法器传输的电信号，选择输出干扰电压阵列中的一个电位至输出驱动模组。

在其中一个实施例中，杂散电流模拟装置还包括牺牲阳极电位模拟模组；电源模组包括电位模拟电源单元；电位模拟电源单元的额输入端用于连接外部交流电源；

牺牲阳极电位模拟模组的输入端与电位模拟电源单元的输出端连接；

牺牲阳极电位模拟模组的输出端用于输出牺牲阳极模拟电位。

在其中一个实施例中，牺牲阳极电位模拟模组包括模拟电位电阻单元；电位模拟电源单元包括第二变压器、第二整流电路和第一稳压芯片；

第二变压器的初级线圈用于与外部交流电源电连接，第二变压器的次级线圈与第二整流电路电连接；

第二整流电路的第一输出端与第一稳压芯片的输入端电连接，第二整流电路的第二输出端与第一稳压芯片的公共端电连接，第一稳压芯片的输出端接地；

模拟电位电阻单元的第一端接地，模拟电位电阻单元的第二端与第一稳压芯片的公共端电连接；

模拟电位电阻单元的第三端用于输出牺牲阳极模拟电位。

在其中一个实施例中，模拟电位电阻单元包括第一可调电阻和第二可调电阻；牺牲阳极模拟电位包括第一牺牲阳极模拟电位和第二牺牲阳极模拟电位；

第一可调电阻和第二可调电阻依次串接在地与第一稳压芯片的公共端电之间；

第一可调电阻的电位输出端用于输出第一牺牲阳极模拟电位；

第二可调电阻的电位输出端用于输出第二牺牲阳极模拟电位。

在其中一个实施例中，杂散电流模拟装置还包括信号偏移校正模组；

信号偏移校正模组由电源模组提供工作电压；

信号偏移校正模组的输出端与输出驱动模组的输入端电连接。

本发明提供的一个或多个实施例至少具有以下有益效果：本发明实施例提供的一种杂散电流模拟干扰模拟装置，包括：电源模组、时钟生成模组、随机直流干扰电压生成模组和输出驱动模组；电源模组的输入端用于接外部交流电源；电源模组的输出端分别为时钟生成模组、随机直流干扰电压生成模组和输出驱动模组提供工作电源；时钟生成模组的输入端用于与外部交流电源电连接，时钟生成模组的输出端与随机直流干扰电压生成模组的输入端电连接；随机直流干扰电压生成模组的输出端与输出驱动模组的第一输入端电连接；输出驱动模组的第二输入端用于与外部交流电源电连接；输出驱动模组的输出端用于输出模拟杂散电流信号。外部交流电源提供的交流信号经过时钟生成模组后生成时钟信号，时钟信号输入到随机直流干扰电压生成模组，使随机直流电压生成模组随机生成直流电压信号，然后该直流电压信号与外部交流电源提供的交流信号经过输出驱动模组的混合后输出模拟杂散电流信号，用于杂散电流排流器及排流地床等的适应性测试。

附图说明

图1为一个实施例中杂散电流模拟装置的电路结构示意图；

图2为另一个实施例中杂散电流模拟装置的电路结构示意图；

图3为再一个实施例中杂散电流模拟装置的电路结构示意图；

图4为又一个实施例中杂散电流模拟装置的电路结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例提供一种杂散电流模拟装置，如图1所示，包括：电源模组200、时钟生成模组300、随机直流干扰电压生成模组400和输出驱动模组500，电源模组200的输入端用于接外部交流电源100，电源模组200的输出端分别为时钟生成模组300、随机直流干扰电压生成模组400和输出驱动模组500提供工作电源，时钟生成模组300的输入端用于与外部交流电源100电连接，时钟生成模组300的输出端与随机直流干扰电压生成模组400的输入端电连接，随机直流干扰电压生成模组400的输出端与输出驱动模组500的输入端电连接，输出驱动模组500的输入端还用于与外部交流电源100电连接，输出驱动模组500的输出端用于输出模拟杂散电流信号。

其中，电源模组200是指用于将外部交流电源100转换为适用于时钟生成模组300等的工作电压的电路。时钟生成模组300是指能够将外部交流电转换为时钟信号的电路，为后续的随机直流干扰电压的选取提供时钟信号。随机直流干扰电压生成模组400是指将能够在时钟信号的触发下随机生成变化的周期性的直流干扰电压的电路。输出驱动模组500是指，可以将随机直流干扰电压和外部交流电混合后输出需要的模拟杂散电流信号的电路，例如可以是混合方法电路等。

具体的，电源模组200将外部交流电源100的正弦交流电转化为所需的直流电压，时钟生成模组300在电源模组200提供工作电压条件下，将外部交流电源100的正弦交流电信号转换为时钟信号，时钟生成模组300生成的时钟信号驱动随机直流干扰电压生成模组400生成周期性变化的直流干扰电压，然后输出驱动模组500将随机直流干扰电压生成模组400生成的随机直流干扰电压和外部交流电源100的外部交流电混合驱动输出，提供模拟杂散电流信号，为杂散电流排流器、排流地床等的适应性试验提供杂散电流信号，可以在仪器投入运行前即实现对该仪器的测试，以便后续对相关仪器或排流地床等的方案进行调整等措施。另外本发明实施例提供的杂散电流模拟装置提供的模拟杂散电流信号还可以在技术传帮带的过程中，对杂散电流现象、电位检测等抽象概念的讲解起到辅助作用，给学员直观印象。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，电源模组200还包括第一变压器T1、第一整流电路D2和正负电压生成单元210，第一变压器T1的初级线圈用于与外部交流电源100电连接，第一变压器T1的次级线圈与第一整流电路D2的输入端电连接，次级线圈的中间位置接地，第一整流电路D2的第一输出端与正负电压生成单元210的第一输入端电连接，第一整流电路D2的第二输出端与正负电压生成单元210的第二输入端电连接，正负电压生成单元210的第一输出端用于提供正电压，正负电压生成单元210的第二输出端用于提供负电压。

具体的，电源模组200中的第一变压器T1的初级线圈接外部交流电源100，将外部交流电源100的电能传递到第一变压器T1的次级线圈，第一变压器T1的次级线圈的输出端与第一整流电路D2的输入端电连接，且次级线圈的中间位置接地，使得次级线圈的两个端一正一负，正负电压生成单元210的第一输入端接第一整流电路D2的第一输出端，且正负电压生成单元210的第二输入端接第一整流电路D2的第二输入端，正负电压生成单元210对第一整流电路D2传输的直流电信号进行稳压处理后，从第一输出端输出正电压、从第二输出端输出负电压。可选的，正负电压生成单元210可以包括第二稳压芯片IC4和第三稳压芯片IC5，第二稳压芯片IC4的输入端接第一整流电路D2的第一输出端，第二稳压芯片IC4的输出端输出正电压，第三稳压芯片IC5的输入端接第一整流电路D2的第二输出端，第三稳压芯片IC5的输出端输出负电压，第二稳压芯片IC4的公共端和第三稳压芯片IC5的公共端均接地。可选的，第二稳压芯片IC4可以为LM7805型号的稳压芯片，第三稳压芯片IC5可以是LM7905型号的稳压芯片。可选的，第一整流电路D2的第一输出端与地之间串接有输出滤波电容C1，第一整流电路D2的第二输出端与地之间串接有输出滤波电容C2，第二稳压芯片IC4的输出端与地之间串接有输出滤波电容C3，第三稳压芯片IC5的输出端与地之间串接有滤波电容C4。可选的，第二稳压芯片IC4的输出端输出+5V的正电压，第三稳压芯片IC5的输出端输出-5V的负电压。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，杂散电流模拟装置还包括交流干扰电压生成模组600，交流干扰电压生成模组600的输入端用于与外部交流电源100电连接，交流干扰电压生成模组600的输出端与输出驱动模组500的输入端电连接。

其中，交流干扰电压生成模组600是指能够将外部交流电源100的正弦交流电转换为所需的正弦交流电信号的电路。例如交流干扰电压生成模组600可以是可以实现对外部交流电源100产生的正弦交流电信号的幅值变换及滤波作用等的电路。

具体的，交流干扰电压生成模组600的输入端接外部交流电源100，将外部交流电源100的正弦交流电转换为所需的正弦交流电信号，供输出驱动模组500进行交流信号和直流信号的混合，以模拟杂散电流信号。例如，交流干扰电压生成模组600可以由电阻R19、电位电阻VR4和电阻R20组成，电阻R19的一端接外部交流电源100，电阻R19的另一端接电位电阻VR4的第一接线端，电位电阻VR4的第二接线端接地，且电位电阻VR4的电位选择端接电阻R20的一端，电阻R20的另一端接输出驱动模组500的输入端。其中，电阻R19、R20对外部交流电源100产生的正弦交流电信号可以起到限流作用，通过电位电阻VR4的电位选择端输出目标幅值的正弦交流电信号，为输出驱动模组500提供合适的正弦交流电信号。可选的，交流干扰电压生成模组600包括滤波电容C6，电源模组200包括第一变压器T1，电阻R19的一端与第一变压器T1的次级线圈连接，电阻R19的另一端与电位电阻的第一接线端连接，且电阻R20的另一端接滤波电容C6的负极连接，滤波电容C6的正极与输出驱动模组500的输入端连接，即交流干扰电压生成模组600从电源模组200中的第一变压器T1的次级线圈侧取正弦交流电信号，并经过电阻R19、电位电阻VR4、电阻R20和滤波电容C6之后，得到无直流干扰信号的正弦交流电信号，作为交流干扰电压输送到输出驱动模组500的输入端，使输出驱动模组500输出合适的模拟杂散电流信号。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，时钟生成模组300包括方波生成单元310和分频器320，电源模组200分别为方波生成单元310和分频器320提供工作电压，方波生成单元310的输入端用于与外部交流电源100电连接，方波生成单元310的输出端与分频器320的输入端电连接，分频器320的输出端与随机直流干扰电压生成模组400的输入端电连接。

其中，方波生成单元310是指，可以将正弦交流电信号转换为方波电信号的电路。分频器320是指可以对方波生成单元310生成的方波信号进行分频的电路。具体的，电源模组200为方波生成单元310和分频器320提供工作电压，且方波生成单元310的输入端接入外部交流电源100的正弦交流电信号，并对该正弦交流电信号进行方波转换，生成方波电信号，然后分频器320对方波生成单元310生成的方波电信号进行分频，生成所需的时钟信号，并将该时钟信号传输给随机直流干扰电压生成模组400的输入端，驱动随机直流干扰电压生成模组400生成随机直流干扰电压。可选的，分频器320可以是型号为74LS390的分频器320。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，方波生成单元310包括第一电阻R1、第一电容C5、二极管D1和第一晶体管TR1，第一电阻R1的一端用于与外部交流电源100电连接，第一电阻R1的另一端与第一晶体管TR1的基极连接，二极管D1的阳极接地，二极管D1的阴极与第一晶体管TR1的基极连接，第一电容C5的一端与第一晶体管TR1的基极连接，第一电容C5的另一端接地，第一晶体管TR1的集电极与电源模组200的输出端连接，第一晶体管TR1的发射极接地，第一晶体管TR1的集电极与电源模组200的输出端电连接，且第一晶体管TR1的集电极与分频器320的输入端电连接。

具体的，方波生成单元310可以包括第一电阻R1、第一稳压管D1、第一电容C5和第一晶体管TR1，第一电阻R1的一端接外部交流电源100，第一电阻R1的另一端接第一晶体管TR1的基极，第一稳压管D1阳极接地，第一稳压管D1的阴极接第一晶体管TR1的基极，第一电容C5一端接地，另一端接第一晶体管TR1的基极，第一晶体管TR1的集电极接电源模组200的输出端，且第一晶体管TR1的晶体管接分频器320的输入端，当外部交流电源100的正弦交流电信号流经方波生成单元310时，第一晶体管TR1根据正弦交流电信号的幅值变化，不断开启和关断，从而生成方波电信号。方波生成单元310生成的方波电信号经由分频器320分频后生成所需的时钟信号。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，方波生成单元310的输入端与第一变压器T1的次级线圈电连接。具体的，电源模组200为方波生成单元310和分频器320提供工作电压，且方波生成单元310的输入端接入第一变压器T1次级线圈侧的正弦交流电信号，并对该正弦交流电信号进行方波转换，生成方波电信号，然后分频器320对方波生成单元310生成的方波电信号进行分频，生成所需的时钟信号，并将该时钟信号传输给随机直流干扰电压生成模组400的输入端，驱动随机直流干扰电压生成模组400生成随机直流干扰电压。可选的，分频器320可以是型号为74LS390的分频器320。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，方波生成单元310包括第一电阻R1、第一电容C5、二极管D1和第一晶体管TR1，第一电阻R1的一端与与第一变压器T1的次级线圈电连接，第一电阻R1的另一端与第一晶体管TR1的基极连接，二极管D1的阳极接地，二极管D1的阴极与第一晶体管TR1的基极连接，第一电容C5的一端与第一晶体管TR1的基极连接，第一电容C5的另一端接地，第一晶体管TR1的集电极与电源模组200的输出端连接，第一晶体管TR1的发射极接地，第一晶体管TR1的集电极与电源模组200的输出端电连接，且第一晶体管TR1的集电极与分频器320的输入端电连接。

具体的，方波生成单元310可以包括第一电阻R1、第一稳压管D1、第一电容C5和第一晶体管TR1，第一电阻R1的一端接第一变压器T1的次级线圈，第一电阻R1的另一端接第一晶体管TR1的基极，第一稳压管D1阳极接地，第一稳压管D1的阴极接第一晶体管TR1的基极，第一电容C5一端接地，另一端接第一晶体管TR1的基极，第一晶体管TR1的集电极接电源模组200的输出端，且第一晶体管TR1的晶体管接分频器320的输入端，当第一变压器T1次级线圈输出的正弦交流电信号流经方波生成单元310时，第一晶体管TR1根据正弦交流电信号的幅值变化，不断开启和关断，从而生成方波电信号。方波生成单元310生成的方波电信号经由分频器320分频后生成所需的时钟信号。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，随机直流干扰电压生成模组400包括除法器410、模拟多路选择分配器420和干扰电压阵列，干扰电压阵列由电源模组200提供电源，且干扰电压阵列与模拟多路选择分配器420连接，除法器410的输入端与分频器320的输出端电连接，除法器410的输出端与模拟多路选择分配器420的输入端连接，模拟多路选择分配器420的输出端与输出驱动模组500的输入端连接，且模拟多路选择分配器420用于根据除法器410传输的电信号，选择输出干扰电压阵列中的一个电位至输出驱动模组500。

其中，干扰电压阵列是指由多个电阻组成的可以提供多个电位的电路。具体的，分频器320的输出端输出时钟信号至除法器410输入端，除法器410的多个输出端可以输出不同频率的方波信号，将除法器410的输出端输出端的方波信号传输至模拟多路选择分配器420的输入端，模拟多路选择分配器420根据除法器410传输过来的波形的变化，选择模拟多路选择分配器420中的一个数据引脚与干扰电压阵列的连接点所对应的电位信号作为直流干扰电压数据输出至输出驱动模组500的输入端，经输出驱动模组500混合后，生成模拟杂散电流信号。可选的，模拟多路选择分配器420可以是译码器。

例如，电源模组200提供+5V电压和-5V电压，干扰电压阵列包括依次串接在电源模组200提供的+5V电压和-5V电压之间的电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R/10、电阻R9和电阻R11，模拟多路选择分配器420可以为TC4051型号的译码器，模拟多路选择分配器420的三个输入端B、C、A分别接除法器41074LS393的QA、QC、QD，模拟多路选择分配器420的数据引脚0分别连接电阻R5和电阻R6，引脚0对应的电位即电阻R5和电阻R6之间的电位，引脚1对应的电位为电阻R4和电阻R5之间的电位，引脚2对应的电位为电阻R4和电阻R5之间的电位，引脚3对应的电位为电阻R6和电阻R7之间的电位，引脚4对应的电位为电阻R7和电阻R8之间的电位，引脚5对应的电位为电阻R9和电阻R10之间的电位，引脚6对应的电位为电阻R8和电阻R10之间的电位，引脚7对应的电位为电阻R9和电阻R11之间的电位。根据分频器320三个输出引脚传输过来的波形变化，模拟多路选择分配器420的COM端选择输出某一数据引脚对应的电位给输出驱动模组500的输入端。且当需要对杂散电流信号中的直流信号进行研究时，可以直接从模拟多路选择分配器420的COM端口接出随机直流干扰电压用于测试仪器或教学。可选的，模拟多路选择分配器420TC4051由电源模组200提供+5V的工作电压。可选的，模拟多路选择分配器420的COM口还通过电阻R16接地。

其中，为模拟城市轨道交通干扰情况，时钟生成模组300可以直接从外部交流电源100或第一变压器T1的次级线圈取220V的正弦交流电信号，经过方波生成单元310及74LS390分频后，生成1HZ的时钟信号，这个1Hz的时钟信号送到随机直流干扰电压生成模组400中的双十六进制除法器41074LS393，经过抽取除法器410的2秒、8秒、256秒三个随机信号源，使随机直流干扰电压信号达到256秒钟一个干扰周期，基本上模拟了城市轨道交通干扰情况，并把它们送到TC4051型号的模拟多路选择分配器420，使TC4051随机接通由R3～R11组成的干扰电压阵列，在TC4051的COM脚输出了一系列的直流干扰电压。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，输出驱动模组500包括第二晶体管TR2，模拟多路选择分配器420的输出端与第二晶体管TR2的基极电连接，交流干扰电压生成模组600的输出端与第二晶体管TR2的基极电连接，第二晶体管TR2的集电极与正负电压生成单元210的第一输出端连接，第二晶体管TR2的发射极与正负电压生成单元210的第二输出端连接，且第二晶体管TR2的发射极用于输出模拟杂散电流信号。

可选的，第二晶体管TR2的基极与模拟多路选择分配器420的输出端之间串接一限流电阻R12，第二晶体管TR2的集电极与正负电压生成单元210的第一输出端之间串接一上拉电阻R13。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，杂散电流模拟装置还包括牺牲阳极电位模拟模组700，电源模组200包括电位模拟电源单元220，电位模拟电源单元220的额输入端用于连接外部交流电源100，牺牲阳极电位模拟模组700的输入端与电位模拟电源单元220的输出端连接，牺牲阳极电位模拟模组700的输出端用于输出牺牲阳极模拟电位。

其中，电位模拟电源单元220是指为牺牲阳极电位模拟模组700供电的电源电路。在对恒电位仪等杂散电流测试仪器进行测试时，常需要用到牺牲阳极电位，为满足不同情况下的测试要求，本发明实施例提供的杂散电流模拟装置还包括牺牲阳极电位模拟模组700，提供牺牲阳极模拟电位，以满足不同情况下的需求。具体的，电源模组200包括电位模拟电源单元220，电位模拟电源单元220的输入端接外部交流电源100，将外部交流电源100的交流电转换为直流电压，并输送到牺牲阳极电位模拟模组700，牺牲阳极电位模拟模组700输出牺牲阳极模拟电位。根据需要，牺牲阳极电位模拟模组700可以输出锌牺牲阳极模拟电位，也可以输出镁牺牲阳极模拟电位。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，牺牲阳极电位模拟模组700包括模拟电位电阻单元430，电位模拟电源单元220包括第二变压器T2、第二整流电路D3和第一稳压芯片IC6，第二变压器T2的初级线圈用于与外部交流电源100电连接，第二变压器T2的次级线圈与第二整流电路D3电连接，第二整流电路D3的第一输出端与第一稳压芯片IC6的输入端电连接，第二整流电路D3的第二输出端与第一稳压芯片IC6的公共端电连接，第一稳压芯片IC6的输出端接地，模拟电位电阻单元430的第一端接地，模拟电位电阻单元430的第二端与第一稳压芯片IC6的公共端电连接，模拟电位电阻单元430的第三端用于输出牺牲阳极模拟电位。

其中，模拟电位电阻单元430时指主要由电阻组成的且可以输出电位的电路。具体的，第二变压器T2初级线圈连接外部交流电源100，第二变压器T2将外部交流电源100的交流电信号进行幅值变换后在次级线圈侧得到新的交流电信号，次级线圈的交流电信号输送到第二整流电路D3的输入端，第二整流电路D3对该交流电信号进行整形后，生成直流电信号，整流电路生成的直流电信号由第一输出端输送到第一稳压芯片IC6的输入端，第一稳压芯片IC6对该直流电信号进行稳压处理，生成所需的工作电源，例如，可以生成+5V的电压。第一稳压芯片IC6的输出端接地，模拟电位电阻单元430的第一端也接地，模拟电位电阻单元430的第二端和第二整流电路D3的第二输出端均与第一稳压芯片IC6的公共端连接，则，模拟电位电阻单元430所在的电位均为负电位，模拟电位电阻单元430的第三端输出牺牲阳极模拟电位。可选的，第一稳压芯片IC6可以是LM7805型号的第一稳压芯片IC6。可选的，第一整理电路的第一输出端和第二输出端之间接有输出滤波电容C7，第一稳压芯片IC6的输出端和公共端之间接有输出滤波电容C8。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，模拟电位电阻单元430包括第一可调电阻和第二可调电阻，牺牲阳极模拟电位包括第一牺牲阳极模拟电位和第二牺牲阳极模拟电位，第一可调电阻和第二可调电阻依次串接在地与第一稳压芯片IC6的公共端电之间，第一可调电阻的电位输出端用于输出第一牺牲阳极模拟电位，第二可调电阻的电位输出端用于输出第二牺牲阳极模拟电位。

根据杂散电流处理时常用的牺牲阳极类型，主要有锌牺牲阳极和镁牺牲阳极等，为满足不同排流器及排流地床的测试要求，本发明实施例提供的模拟电位电阻单元430可以输出两个牺牲阳极电位，具体的，第一可调电阻和第二可调电阻依次串接在地与第一稳压芯片IC6的公共端之间，则第一可调电阻和第二可调电阻所处的电位为负电位，第一可调电阻的电位输出端输出第一牺牲阳极模拟电位，第二可调电阻的电位输出端输出第二牺牲阳极模拟电位。例如，镁阳极、锌阳极电位模拟模组可以分别从第一可调电阻的电位输出端引出的“VZn”端子和第二可调电阻的电位输出端引出的“VMg”端子分别输出约-1.1V和-1.45V左右的电位供检测。

可选的，模拟电位电阻单元430还包括限流电阻R17和限流电位R18，限流电阻R17、第一可调电阻、第二可调电阻和限流电阻R18依次串接在地与第一稳压芯片IC6的公共端之间。限流电阻R17和限流电阻R18可以对流经第一可调电阻和第二可调电阻的电流进行限流，从而使得第一可调电阻和第二可调电阻输出的牺牲阳极模拟电位在一定的范围内变化。

在其中一个实施例中，如图2-4所示，杂散电流模拟装置还包括信号偏移校正模组800，信号偏移校正模组800由电源模组200提供工作电压，信号偏移校正模组800的输出端与输出驱动模组500的输入端电连接。

为得到波形较好的模拟杂散电流信号，本发明实施例提供的杂散电流模拟装置还包括信号偏移校正模组800，信号偏移校正模组800由电源模组200提供工作电压，信号偏移模组的输出端与输出驱动模组500的输入端电连接，对输出驱动模组500输入的随机直流干扰电压和交流干扰电压的波动中心进行偏移校正。例如，信号偏移校正模组800可以由电阻R15和电位电阻VR1组成，电阻R15和电位电阻VR1依次串接在正负电压生成单元210的第一输出端和正负电压生成单元210的第二输出端之间，电位电阻VR1的电位输出端接输出驱动模组500的输入端。可选的，当输出驱动模组500为晶体管TR2时，电位电阻VR1的电位输出端与晶体管TR2的基极连接。可选的，正负电压生成单元210的第一输出端输出+5V电压，正负电压生成单元210的第二输出端输出-5V电压。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种杂散电流模拟装置，其特征在于，包括：电源模组、时钟生成模组、随机直流干扰电压生成模组和输出驱动模组；

所述电源模组的输入端用于接外部交流电源；所述电源模组的输出端分别为所述时钟生成模组、所述随机直流干扰电压生成模组和所述输出驱动模组提供工作电源；

所述时钟生成模组的输入端用于与所述外部交流电源电连接，所述时钟生成模组的输出端与所述随机直流干扰电压生成模组的输入端电连接，以驱动所述随机直流干扰电压生成模组生成随机直流干扰电压；

所述随机直流干扰电压生成模组的输出端与所述输出驱动模组的输入端电连接；

所述输出驱动模组的输入端还用于与所述外部交流电源电连接；所述输出驱动模组用于将所述随机直流干扰电压生成模块生成的随机直流干扰电压和所述外部交流电源的外部交流电混合为模拟杂散电流信号，且所述输出驱动模组的输出端用于输出所述模拟杂散电流信号。

2.根据权利要求1所述的杂散电流模拟装置，其特征在于，所述电源模组还包括第一变压器、第一整流电路和正负电压生成单元；

所述第一变压器的初级线圈用于与所述外部交流电源电连接，所述第一变压器的次级线圈与所述第一整流电路的输入端电连接；所述次级线圈的中间位置接地；

所述第一整流电路的第一输出端与所述正负电压生成单元的第一输入端电连接，所述第一整流电路的第二输出端与所述正负电压生成单元的第二输入端电连接；

所述正负电压生成单元的第一输出端用于提供正电压，所述正负电压生成单元的第二输出端用于提供负电压。

3.根据权利要求1或2所述的杂散电流模拟装置，其特征在于，还包括交流干扰电压生成模组；

所述交流干扰电压生成模组的输入端用于与所述外部交流电源电连接，所述交流干扰电压生成模组的输出端与所述输出驱动模组的输入端电连接。

4.根据权利要求3所述的杂散电流模拟装置，其特征在于，所述时钟生成模组包括方波生成单元和分频器；

所述电源模组分别为所述方波生成单元和所述分频器提供工作电压；

所述方波生成单元的输入端用于与所述外部交流电源电连接，所述方波生成单元的输出端与所述分频器的输入端电连接；

所述分频器的输出端与所述随机直流干扰电压生成模组的输入端电连接。

5.根据权利要求4所述的杂散电流模拟装置，其特征在于，所述方波生成单元包括第一电阻、第一电容、二极管和第一晶体管；

所述第一电阻的一端用于与所述外部交流电源电连接，所述第一电阻的另一端与所述第一晶体管的基极连接；

所述二极管的阳极接地，所述二极管的阴极与所述第一晶体管的基极连接；

所述第一电容的一端与所述第一晶体管的基极连接，所述第一电容的另一端接地；

所述第一晶体管的发射极接地；所述第一晶体管的集电极与所述电源模组的输出端电连接，且所述第一晶体管的集电极与所述分频器的输入端电连接。

6.根据权利要求4或5所述的杂散电流模拟装置，其特征在于，所述随机直流干扰电压生成模组包括除法器、模拟多路选择分配器和干扰电压阵列；

所述干扰电压阵列由所述电源模组提供电源，且所述干扰电压阵列与所述模拟多路选择分配器连接；

所述除法器的输入端与所述分频器的输出端电连接；

所述除法器的输出端与所述模拟多路选择分配器的输入端连接；

所述模拟多路选择分配器的输出端与所述输出驱动模组的输入端连接，且所述模拟多路选择分配器用于根据所述除法器传输的电信号，选择输出所述干扰电压阵列中的一个电位至所述输出驱动模组。

7.根据权利要求6所述的杂散电流模拟装置，其特征在于，还包括牺牲阳极电位模拟模组；所述电源模组包括电位模拟电源单元；所述电位模拟电源单元的额输入端用于连接所述外部交流电源；

所述牺牲阳极电位模拟模组的输入端与所述电位模拟电源单元的输出端连接；

所述牺牲阳极电位模拟模组的输出端用于输出牺牲阳极模拟电位。

8.根据权利要求7所述的杂散电流模拟装置，其特征在于，所述牺牲阳极电位模拟模组包括模拟电位电阻单元；所述电位模拟电源单元包括第二变压器、第二整流电路和第一稳压芯片；

所述第二变压器的初级线圈用于与所述外部交流电源电连接，所述第二变压器的次级线圈与所述第二整流电路电连接；

所述第二整流电路的第一输出端与所述第一稳压芯片的输入端电连接，所述第二整流电路的第二输出端与所述第一稳压芯片的公共端电连接，所述第一稳压芯片的输出端接地；

所述模拟电位电阻单元的第一端接地，所述模拟电位电阻单元的第二端与所述第一稳压芯片的公共端电连接；

所述模拟电位电阻单元的第三端用于输出牺牲阳极模拟电位。

9.根据权利要求8所述的杂散电流模拟装置，其特征在于，所述模拟电位电阻单元包括第一可调电阻和第二可调电阻；所述牺牲阳极模拟电位包括第一牺牲阳极模拟电位和第二牺牲阳极模拟电位；

所述第一可调电阻和所述第二可调电阻依次串接在所述地与所述第一稳压芯片的公共端电之间；

所述第一可调电阻的电位输出端用于输出第一牺牲阳极模拟电位；

所述第二可调电阻的电位输出端用于输出第二牺牲阳极模拟电位。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的杂散电流模拟装置，其特征在于，还包括信号偏移校正模组；

所述信号偏移校正模组由所述电源模组提供工作电压；

所述信号偏移校正模组的输出端与所述输出驱动模组的输入端电连接。