CN109302211A - 一种用于低压电力载波通讯信道测试的宽带噪声播放系统 - Google Patents

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杨霖
曹国瑞
于学均
朱逸群
滕永兴
孙淑娴
钟睿君
朱明明
季浩
何泽昊
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Tianjin Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种用于低压电力载波通讯信道测试的宽带噪声播放系统，包括CPU控制器及其控制电路、数据存储其及其电路、D/A转换器及其输出电路、功放电路、耦合电路以及低压电力线，低压电力线作为电源电路为各电气元件进行供电，CPU控制器依次串接D/A转换器、功放电路、耦合电路，在CPU控制器上连接有数据存储器。本发明具有较大的存储控制，能够通过上位机软件控制噪声播放长度，调节输出功率大小，方便用于低压电力线载波模块测试系统的设备。本发明解决了现有技术的噪声播放设备，存储空间小，价格昂贵，输出功率小的问题。

Description

一种用于低压电力载波通讯信道测试的宽带噪声播放系统
技术领域
本发明属于电力计量领域，尤其是一种用于低压电力载波通讯信道测试的宽带噪声播放系统。
背景技术
低压电力线是输送工频电能的，线路本身具有开放性，容易受到外来干扰，低压电力线上的许多电器设备还会产生各种噪声，所以低压电力线除了工频外还有许多其它频率分量。除工频外的这些频率分量可以统称为高频噪声。这些噪声影响了低压电力线的其它应用。虽然已有一些产品如任意波信号发生器，具有数据下载功能，但是数据空间较小并且价格昂贵，输出功率小，调节范围有限，不能满足低压电力线载波模块测试系统的需要。
发明内容
本发明为克服上述不足，目的在于设计一种用于电力载波通讯测试的宽带噪声播放系统，具有较大的存储控制，能够通过程控上位机软件控制噪声播放长度，调节输出功率大小，方便用于低压电力线载波模块测试系统的设备。
一种用于低压电力载波通讯信道测试的宽带噪声播放系统，包括CPU控制器及其控制电路、数据存储其及其电路、D/A转换器及其输出电路、功放电路、耦合电路以及低压电力线，低压电力线作为电源电路为各电气元件进行供电，CPU控制器依次串接D/A转换器、功放电路、耦合电路，在CPU控制器上连接有数据存储器。
而且，所述所述控制器程控上位机之间采用高速USB进行通信。
而且，通过所述程控上位机选择需要播放输出的噪声数据，通过高速USB接口下载到播放设备内存。
而且，通过所述程控上位机控制命令调节播放噪声数据长度，播放方式和信号幅值。
而且，所述耦合电路为高频耦合电路，所述功放电路位于噪声播放设备中且同高频耦合电路隔离工频220V电压，并将高频噪声数据耦合到电力线上。
本发明的有益效果是：
本发明具有较大的存储控制，能够通过上位机软件控制噪声播放长度，调节输出功率大小，方便用于低压电力线载波模块测试系统的设备。本发明解决了现有技术的噪声播放设备，存储空间小，价格昂贵，输出功率小的问题。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种低压电力线载波通信单元通信能力检测系统，其结构包括USB接口、D/A转换电路、存储电路、控制单元、功放电路、耦合电路。高速USB接口电路通过USB线和上位机对接，控制单元的数据输入和USB接口电路对接，控制单元通过总线与存储电路的信号输出/输入端对应相接，控制单元通过总线和D/A电路的第一信号输入/输出端对应相接，功放电路的第一输入端和D/A电路的第二信号输入/输出端对应相接，耦合电路的第一输出/输入端和功放电路的第二信号输入/输出端对应相接，耦合电路的第二输出/输入端直接和电力线相接。
所述的耦合，由电感电容等无源器件组成，完成工频隔离、高频耦合和信号调理功能。工频隔离高频耦合电路可以采用小电容作为耦合元件，由于小电容对低频呈现阻抗大，而高频阻抗小，结合后级阻抗设计，可以将低压电力线220V工频电压和现场高频噪声电压进行分离，利用电感电容等滤波元件进一步缩小工频电压，降低工频对后续A/D采样电路的影响，而高频噪声电压几乎不受损失，所述的存储电路主要由存储器类集成电路(如SSD8GB)组成，可以级联来增加存储容量。存储电路承担高频噪声数据信号的存储和读取功能，高频噪声数据存储时序与地址均受到核心单元的管理和控制，存储电路也可按照核心单元的要求按一定规则进行输出；
以上，如AD9117)组成，其转换速率应比A/D采样速率更高，动态范围更大，可有效地防止信号恢复时出现失真。D/A电路在核心单元的控制下将存储器中已经存放的低压电力线高频噪声数据按照原来存储先后顺序进行有序读取，并按照一定规则输出，经过D/A转换后，高频噪声数据转换成模拟电压信号；所述的功放电路由功率放大芯片组成且位于噪声播放设备中。
放大器受核心单元控制，对高频噪声数据经转换后得到的模拟信号进行输出。输出后的信号经过电感电容等无源器件组成的高频谐振耦合电路，经过工频隔离电路后加到测试用低压电源系统中，作为试验用的高频噪声信号。
所述的控制电路及大规模逻辑电路(FPGAALTERA CycloneII)等元件组成，控制上述单元按照时间顺序和规则执行相应动作确保噪声输出运行稳定，方便用户随时随地进行重复性测试和试验工作，帮助用户测试载波模块的通信性能。
本发明通过对现场低压电力线进行工频隔离，对采集到的高频噪声存储，在核心单元的控制下实现噪声播放功能，使得现场的噪声数据通过噪声播放设备方便的还原来对载波模块进行测试。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (5)

1.一种用于低压电力载波通讯信道测试的宽带噪声播放系统，包括CPU控制器及其控制电路、数据存储其及其电路、D/A转换器及其输出电路、功放电路、耦合电路以及低压电力线，低压电力线作为电源电路为各电气元件进行供电，CPU控制器依次串接D/A转换器、功放电路、耦合电路，在CPU控制器上连接有数据存储器。
2.根据权利要求1所述的用于低压电力载波通讯信道测试的宽带噪声播放系统，其特征在于：所述所述控制器程控上位机之间采用高速USB进行通信。
3.根据权利要求2所述的用于低压电力载波通讯信道测试的宽带噪声播放系统，其特征在于：通过所述程控上位机选择需要播放输出的噪声数据，通过高速USB接口下载到播放设备内存。
4.根据权利要求2所述的用于低压电力载波通讯信道测试的宽带噪声播放系统，其特征在于：通过所述程控上位机控制命令调节播放噪声数据长度，播放方式和信号幅值。
5.根据权利要求4所述的用于低压电力载波通讯信道测试的宽带噪声播放系统，其特征在于：所述耦合电路为高频耦合电路，所述功放电路位于噪声播放设备中且同高频耦合电路隔离工频220V电压，并将高频噪声数据耦合到电力线上。
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