CN109613367A - 一种感应尖峰信号发生器系统及感应尖峰信号发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种感应尖峰信号发生器系统，包括供电装置、感应尖峰发生装置以及信号输出装置，所述供电装置通过所述感应尖峰发生装置与所述信号输出装置连接；所述供电装置包括内部电源模块、内外电源切换模块以及与外部电源连接的电源转换模块，所述内外电源切换模块包括第一切换开关，所述第一切换开关的一端可切换地与所述电源转换模块的输出端或所述内部电源模块的输出端连接，所述第一切换开关的另一端与所述感应尖峰发生装置的输入端连接。本发明实施例能够满足DO160标准，同时能利用外部电源来产生感应尖峰信号。本发明还提供了一种感应尖峰信号发生器。

Description

一种感应尖峰信号发生器系统及感应尖峰信号发生器
技术领域
本发明涉及实验仪器技术领域，尤其是涉及一种感应尖峰信号发生器系统及感应尖峰信号发生器。
背景技术
国外在航空机载设备的电磁兼容性能方面已经开展多年的研究，并成立了相应的机构，其中的RTCA公司是为公众利益推进航空技术和航空电子系统发展而成立的一个非赢利机构。该机构为联邦咨询委员会服务，并为现代航空面临的问题制定一致的解决方案。在2004年、2007年、2010年，RCTA公司依次制定了航空机载设备EMC测试的规范，即DO160E、F、G。DO160标准规定了机载设备的一系列最低标准环境测试条件分类和适用的测试程序，该测试的目的是提供一种精确的方法，以确定代表机载设备在实际环境条件下的设备性能特征，并且在DO160标准的第19章“对互连线缆的感应尖峰”章节中规定了对航空机载设备进行感应尖峰的试验要求，该试验用于确定机载设备是否能承受其互连电缆在安装环境中耦合的尖峰信号的干扰能力。其中，在DO160标准第19章的测试中，需要对互联线缆通过耦合的方式注入瞬变的尖峰电压，该尖峰电压需要达到一定的峰值、总持续时间以及重复周期，因此需要有满足DO160标准的第19章“对互连线缆的感应尖峰”要求的感应尖峰信号发生器来产生感应尖峰信号，以满足试验要求。
现有技术中，DO160标准第19章中规定的感应电压尖峰信号需要由特殊的信号发生器产生，但是目前国外仅有一家厂商(EMC PARTNER)具有满足DO160标准要求的感应尖峰信号发生器成品设备，而国内也仅有一家厂商(3Ctest)具有类似设备，但这两家设备均无通过外部电源来产生感应尖峰信号的功能。
发明内容
本发明提供了一种感应尖峰信号发生器系统及感应尖峰信号发生器，以解决现有的感应尖峰信号发生器不能通过外部电源来产生感应尖峰信号的技术问题，本发明的感应尖峰信号发生器系统不仅能够满足DO160标准，而且能利用外部电源来产生感应尖峰信号。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种感应尖峰信号发生器系统，包括供电装置、感应尖峰发生装置以及信号输出装置，所述供电装置通过所述感应尖峰发生装置与所述信号输出装置连接；
所述供电装置包括内部电源模块、内外电源切换模块以及与外部电源连接的电源转换模块，所述内外电源切换模块包括第一切换开关，所述第一切换开关的一端可切换地与所述电源转换模块的输出端或所述内部电源模块的输出端连接，所述第一切换开关的另一端与所述感应尖峰发生装置的输入端连接。
作为优选方案，所述第一切换开关为双刀双掷切换开关。
作为优选方案，所述电源转换模块包括AC-DC电源模块和连接在所述AC-DC电源模块的输入端与外部电源之间连接线路上的保险丝、指示灯以及交流开关。
作为优选方案，所述电源转换模块还包括降温模块，所述降温模块的输入端与所述AC-DC电源模块的输入端连接。
作为优选方案，所述感应尖峰发生装置包括感应尖峰发生电路和感应电压波形极性切换模块，所述感应电压波形极性切换模块包括用于输入所述感应尖峰发生电路的直流电源极性的第二切换开关，所述第二切换开关为双刀双掷切换开关，所述供电装置通过所述第二切换开关与所述感应尖峰发生电路连接。
作为优选方案，所述感应尖峰发生装置还包括电磁兼容电路，所述电磁兼容电路连接在所述第二切换开关与所述供电装置之间的连接线路上。
作为优选方案，所述电磁兼容电路包括滤波电路。
作为优选方案，所述信号输出装置包括信号输出接口和耦合线缆，所述耦合线缆通过所述信号输出接口与所述感应尖峰发生装置连接。
作为优选方案，所述内部电源模块包括28V直流电源。
为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了一种感应尖峰信号发生器，包括如上所述的感应尖峰信号发生器系统。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
(1)通过第一切换开关作为切换内部电源和外部电源的切换开关，使得感应尖峰信号发生器系统既能内部直流供电，也可接通外部电源实现供电，从而利用外部电源来产生感应尖峰信号。
(2)本发明实施例利用电弧放电原理实现满足RTCA DO-160标准第19章对互连电缆的感应尖峰信号发生器系统方案，使用本方案设计的感应尖峰信号发生器，能够完全覆盖标准规定的试验要求，并且具有较高的可靠性和安全性。
(3)本发明实施例巧妙地利用电弧放电来产生感应电压尖峰信号，同时是一种精简、可靠、安全的设计方案。按照本方案制造的感应尖峰信号发生器，成本低廉、功能齐全、设备安全、可靠，且输出尖峰电压极性切换方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明实施例中的感应尖峰信号发生器系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中的感应尖峰信号发生器系统的电路示意图；
图3是本发明实施例中的电源转换模块的结构示意图；
图4是本发明实施例中的供电装置与感应尖峰发生装置的连接示意图；
图5是本发明实施例中的感应尖峰发生装置的电路结构示意图；
其中，说明书附图中的附图标记如下：
1、供电装置；11、内部电源模块；12、电源转换模块；121、AC-DC电源模块；122、降温模块；13、内外电源切换模块；14、第一切换开关；
2、感应尖峰发生装置；21、感应尖峰发生电路；22、感应电压波形极性切换模块；23、电磁兼容电路；15、第二切换开关；
3、信号输出装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1和图2，本发明优选实施例提供了一种感应尖峰信号发生器系统，包括供电装置1、感应尖峰发生装置2以及信号输出装置3，所述供电装置1通过所述感应尖峰发生装置2与所述信号输出装置3连接；
所述供电装置1包括内部电源模块11、内外电源切换模块13以及与外部电源连接的电源转换模块12，所述内外电源切换模块13包括第一切换开关14，所述第一切换开关14的一端可切换地与所述电源转换模块12的输出端或所述内部电源模块11的输出端连接，所述第一切换开关14的另一端与所述感应尖峰发生装置2的输入端连接。
在本发明实施例中，通过所述第一切换开关14作为切换内部电源和外部电源的切换开关，使得感应尖峰信号发生器系统既能内部直流供电，也可接通外部电源实现供电，从而利用外部电源来产生感应尖峰信号。
其中，本发明实施例利用电弧放电原理实现满足RTCA DO-160标准第19章对互连电缆的感应尖峰信号发生器系统方案，使用本方案设计的感应尖峰信号发生器，能够完全覆盖标准规定的试验要求，并且具有较高的可靠性和安全性。
本发明实施例巧妙地利用电弧放电来产生感应电压尖峰信号，同时是一种精简、可靠、安全的设计方案。按照本方案制造的感应尖峰信号发生器，成本低廉、功能齐全、设备安全、可靠，且输出尖峰电压极性切换方便。
请参见图1和图2，在本发明实施例中，所述第一切换开关14为双刀双掷切换开关。本实施例的电路配置有内外电源供电两种方式，通过双刀双掷的机械式开关实现对供电电路的物理切换，能够有效地避免多路供电可能存在的冲突或短路，从而有利于消除不安全情况发生的可能性。
在本实施例中，示例性的，所述电源转换模块12连接220V±20％、50Hz/60Hz的高压交流电，所述内部电源模块11包括28V直流电源，以使得本实施例满足宽供电电压输入要求，并拓宽了使用环境范围，可在电压波动比较大，且无需稳压电源的供电条件下工作；
其中，由于所述AC-DC电源模块121为设备可靠性的薄弱环节，本方案对此进行25％的功率降额设计(额定功率200W，实际使用功率25W)，以提高整个系统的可靠性。
请参见图3，在本发明实施例中，所述电源转换模块12包括AC-DC电源模块121和连接在所述AC-DC电源模块121的输入端与外部电源之间连接线路上的保险丝、指示灯以及交流开关。
在本实施例中，电源总输入火线上配置由所述保险丝进行过电流、短路等故障保护；而且应用本发明实施例的设备机壳应当接地，以防止因设备漏电而使机壳带电的情况；感应尖峰信号发生器系统的内外供电通过机械开关的所述第一切换开关14进行安全性切换，从而实现了多路供电不冲突。
请继续参见图3，在本发明实施例中，所述电源转换模块12还包括降温模块122，所述降温模块122的输入端与所述AC-DC电源模块121的输入端连接，以降低工作温度，有利于提高系统的稳定性和安全性。
请参见图1和图4，在本发明实施例中，所述感应尖峰发生装置2包括感应尖峰发生电路21和感应电压波形极性切换模块22，所述感应电压波形极性切换模块22包括用于输入所述感应尖峰发生电路21的直流电源极性的第二切换开关15，所述第二切换开关15为双刀双掷切换开关，所述供电装置1通过所述第二切换开关15与所述感应尖峰发生电路21连接。
在本实施例中，根据在电感性负载电路中，当开关断开的瞬间会产生电弧放电的原理。本发明实施例利用电弧放电原理产生满足RTCA DO160标准感应电压尖峰信号，同时通过“双刀双掷”的所述第二切换开关15切换电路的供电极性，以此来实现产生的感应电压波形极性的“一键”切换。
请继续参见图1和图4，在本发明实施例中，所述感应尖峰发生装置2还包括电磁兼容电路23，所述电磁兼容电路23连接在所述第二切换开关15与所述供电装置1之间的连接线路上。
在本实施例中，通过所述电磁兼容电路23能够实现自兼容，由于产生感应尖峰电压，且幅值较高，设备自身本是一非常强的干扰源；因此，本发明实施例中对感应尖峰信号发生电路进行隔离，并对其供电输入部分设计所述电磁兼容电路23，也即滤波电路，以实现设备内部电磁兼容，并实现设备与外界环境的电磁兼。
在本发明实施例中，所述信号输出装置3包括信号输出接口和耦合线缆，所述耦合线缆通过所述信号输出接口与所述感应尖峰发生装置2连接。
为了解决相同的技术问题，本发明实施例还提供了一种信号发生设备，包括如上所述的感应尖峰信号发生器系统。
综上，本发明实施例提供了一种感应尖峰信号发生器系统，包括供电装置1、感应尖峰发生装置2以及信号输出装置3，所述供电装置1通过所述感应尖峰发生装置2与所述信号输出装置3连接；所述供电装置1包括内部电源模块11、内外电源切换模块13以及与外部电源连接的电源转换模块12，所述内外电源切换模块13包括第一切换开关14，所述第一切换开关14的一端可切换地与所述电源转换模块12的输出端或所述内部电源模块11的输出端连接，所述第一切换开关14的另一端与所述感应尖峰发生装置的输入端连接。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
(1)通过第一切换开关14作为切换内部电源和外部电源的切换开关，使得感应尖峰信号发生器系统既能内部直流供电，也可接通外部电源实现供电，从而利用外部电源来产生感应尖峰信号。
(2)本发明实施例利用电弧放电原理实现满足RTCA DO-160标准第19章对互连电缆的感应尖峰信号发生器系统方案，使用该方案设计的感应尖峰信号发生器，完全覆盖标准规定的试验要求，并且具有较高的可靠性和安全性。
(3)本发明实施例能够满足宽供电电压输入要求，并拓宽了使用环境范围，可在电压波动比较大，且无需稳压电源的供电条件下工作。
(4)电源总输入火线上配置由所述保险丝进行过电流、短路等故障保护；而且应用本发明实施例的设备机壳应当接地，以防止因设备漏电而使机壳带电的情况；感应尖峰信号发生器系统的内外供电通过机械开关的所述第一切换开关14进行安全性切换，从而实现了多路供电不冲突。
(5)本发明实施例利用电弧放电原理产生满足RTCA DO160标准感应电压尖峰信号，同时通过“双刀双掷”的所述第二切换开关15切换电路的供电极性，以此来实现产生的感应电压波形极性的“一键”切换。
(6)本发明实施例巧妙地利用电弧放电来产生感应电压尖峰信号，同时是一种精简、可靠、安全的设计方案。按照本方案制造的感应尖峰信号发生器，成本低廉、功能齐全、设备安全、可靠，且输出尖峰电压极性切换方便。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种感应尖峰信号发生器系统，其特征在于，包括供电装置、感应尖峰发生装置以及信号输出装置，所述供电装置通过所述感应尖峰发生装置与所述信号输出装置连接；
所述供电装置包括内部电源模块、内外电源切换模块以及与外部电源连接的电源转换模块，所述内外电源切换模块包括第一切换开关，所述第一切换开关的一端可切换地与所述电源转换模块的输出端或所述内部电源模块的输出端连接，所述第一切换开关的另一端与所述感应尖峰发生装置的输入端连接。
2.如权利要求1所述的感应尖峰信号发生器系统，其特征在于，所述第一切换开关为双刀双掷切换开关。
3.如权利要求1所述的感应尖峰信号发生器系统，其特征在于，所述电源转换模块包括AC-DC电源模块和连接在所述AC-DC电源模块的输入端与外部电源之间连接线路上的保险丝、指示灯以及交流开关。
4.如权利要求3所述的感应尖峰信号发生器系统，其特征在于，所述电源转换模块还包括降温模块，所述降温模块的输入端与所述AC-DC电源模块的输入端连接。
5.如权利要求1所述的感应尖峰信号发生器系统，其特征在于，所述感应尖峰发生装置包括感应尖峰发生电路和感应电压波形极性切换模块，所述感应电压波形极性切换模块包括用于输入所述感应尖峰发生电路的直流电源极性的第二切换开关，所述第二切换开关为双刀双掷切换开关，所述供电装置通过所述第二切换开关与所述感应尖峰发生电路连接。
6.如权利要求5所述的感应尖峰信号发生器系统，其特征在于，所述感应尖峰发生装置还包括电磁兼容电路，所述电磁兼容电路连接在所述第二切换开关与所述供电装置之间的连接线路上。
7.如权利要求6所述的感应尖峰信号发生器系统，其特征在于，所述电磁兼容电路包括滤波电路。
8.如权利要求1所述的感应尖峰信号发生器系统，其特征在于，所述信号输出装置包括信号输出接口和耦合线缆，所述耦合线缆通过所述信号输出接口与所述感应尖峰发生装置连接。
9.如权利要求1所述的感应尖峰信号发生器系统，其特征在于，所述内部电源模块包括28V直流电源。
10.一种感应尖峰信号发生器，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的感应尖峰信号发生器系统。
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