CN201397388Y - 数字电能表检测用的信号源发生装置 - Google Patents

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杨晓科
蒋亮
熊宠巍
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Abstract

本实用新型公开了一种数字电能表检测用的信号源发生装置，该装置包括上位计算机、多通道数模转换模块、能起通道隔离信号放大及滤波的作用并提高带载能力的调理信号电路，所述计算机设定有信号的类型和幅度，能生成代表单相或多相电压电流任意波形的数字信号，此数字信号经激励后连续输入所述多通道数模转换模块，该数模转换模块将电压或电流模拟信号经激励后输入所述调理信号电路，由该调理信号电路向被检电能表提供标准信号源。本实用新型输出的信号源其频率、幅度及相位精度都非常高并且波形是任意的，可以直接驱动符合IEC60044－7/8标准的被检表计，为其提供标准信号源。此外本实用新型的制造成本较低，比现有技术的产品成本约低20％。

Description

数字电能表检测用的信号源发生装置
技术领域
本实用新型涉及一种为检测数字电能表误差而提供标准信号源的装置。
背景技术
检测电能表的误差需要有标准信号源，现有的信号源发生器一般由单片机和振荡器组成，发生正弦信号之后一路直接驱动电压源，另一路通过移相器之后再驱动电流源，用以控制功率因数，在电压(电流)源之后各有一个电压(电流)放大器，如图2所示。这种信号源发生器一方面单片机功能和资源都有限，仅能生成简单的信号供后级使用，同时其电压回路和电流回路是分开生成的，所以电压回路无法带负载，导致其电压回路无法输出附加直流偏置信号，并且电压或电流放大器会引入系统的非线性失真，另一方面它输出的为大电流电压信号(57.5V)，不能满足IEC60044-7/8标准中对于电压电流值的规定(6.5V/4V/1V/150mV等)，对于后者虽然可以在输出端分压或者减低输出的幅值来向60044标准靠拢，但是其输出机制上的问题导致了其输出功能不够多，信号过于简单，不能满足日益增长变化的测试需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可生成任意波形的数字电能表检测用的信号源发生装置。
本实用新型提供的这种数字电能表检测用的信号源发生装置，包括上位计算机、多通道数模转换模块、能起通道隔离信号放大及滤波的作用并提高带载能力的调理信号电路，所述计算机设定有信号的类型和幅度，能生成代表单相或多相电压电流任意波形的数字信号，此数字信号经激励后连续输入所述多通道数模转换模块，该数模转换模块将电压或电流模拟信号经激励后输入所述调理信号电路，由该调理信号电路向被检电能表提供标准信号源。
所述上位计算机与所述数模转换模块之间通过USB接口连接。
本实用新型与现有的信号源发生器相比能输出带宽小于100K的任意波形信号，如方波、锯齿波、间谐波、脉冲信号等，同时后级不需要使用放大器即可直接驱动符合IEC60044-7/8标准的被检表计，消除了大功率放大器带来的系统发热，避免了信号传输过程中引入的非线性状况，因此本实用新型输出的信号源其频率、幅度及相位精度都极高的，并且本实用新型还能能模拟冲击信号、阶跃信号，这对存在滤波系统等非线性前级的电能表系统设计验证意义更为重大。此外本实用新型的制造成本较低，比现有技术的产品成本约低20％。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意框图。
图2是现有技术的结构示意框图。
具体实施方式
从图1可以看出本实用新型主要由上位计算机、多通道数模转换模块和调理信号电路组成，所述上位计算机能通过软件设定信号的类型和幅度，生成各种波形信号并指定复杂的相位关系，此信号连续输入多通道数模转换模块，由该模块将数字信号转换为代表电压或电流的小幅度模拟信号，经过电压激励或电流激励后，再经过调理信号电路对各通道信号的隔离、放大、滤波、扩展通道数等信号调理，使输出的标准信号源可靠性更好。本实用新型由于采用了上位计算机，其资源相对充裕，并且通过软件可以用十万个样本来表现1秒时长的任意波形，因此可以实现任意长度的任意信号，比如接近理想的冲击信号、阶跃信号，同时可叠加谐波、偏置等。对多通道数模转换模块而言在上位计算机端针对模拟接口部分存在的非线性/偏移部分进行了补偿，在实际应用中结合高次多项式拟合与分段特性拟合，使得该模拟输出的精度到达一个非常高的水准，同时通过在模拟输出口实现周期信号自动发送功能，使得上位机资源占用更少，也极大的减低了总线冲突的概率，提高了系统响应速度。多通道数模转换模块在模拟信号处理的过程中由于没有大功率器件，引入的失真信号可以控制在极小的范围内。后级的调理信号电路主要用于调理多通道数模转换模块输出的模拟信号，包括使用分压电路/低噪声放大器等来实现对IEC60044所定义的几组标准信号的输出，每一档都保证模拟输出接口工作在接近满偏的状态，以减低量化噪声达到更高的输出线性度。这些功能可以由现有调理电路芯片如SCC-AO10、NI SCC-FT01、NI SCC-LP等来实现。

Claims (2)

1、一种数字电能表检测用的信号源发生装置，其特征在于该装置包括上位计算机、多通道数模转换模块、能起通道隔离信号放大及滤波的作用并提高带载能力的调理信号电路，所述计算机设定有信号的类型和幅度，能生成代表单相或多相电压电流任意波形的数字信号，此数字信号经激励后连续输入所述多通道数模转换模块，该数模转换模块将电压或电流模拟信号经激励后输入所述调理信号电路，由该调理信号电路向被检电能表提供标准信号源。
2、根据权利要求1所述的数字电能表检测用的信号源发生装置，其特征在于所述上位计算机与所述数模转换模块之间通过USB接口连接。
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