CN203480021U - 电表快速查窃仪 - Google Patents
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Abstract
一种电表快速查窃仪,包括主机壳体、钳表和工作电路板,所述的主机壳体上设有液晶屏观察窗,所述的钳表由钳头壳体和铁芯组成,所述的工作电路板安装在主机壳体内,其特征是:所述的工作电路板上包括有主控CPU、前端信号调理电路、键盘电路、语音电路、电源电路和LCD液晶接口电路。其优点为,该查窃仪为适用于现场的微型手持式电测仪表,便于携带,接线容易,采集信号时不易受到干扰,测量数据精确,操作简单,并且电路结构简单,电路内部数据计算过程简单,计算速度快,能够快速判断出电能表是否正常,有、无窃电行为,同时发出靓丽人声语音提示,更人性化,使用起来更简便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电表查窃仪,特别是一种电表快速查窃仪,适用于现场测量电能表电参数,从而判断电能表是否正常,有、无窃电行为。
背景技术
目前,现有的电能表现场查窃设备大都采用主机和钳表分开的结构,钳表和主机必须通过很长的线连接,因而,这种结构的查窃设备接线繁琐,并且采集信号时容易受到干扰,操作复杂,测量数据不精确,使用起来很不方便。另外,虽然现在也有钳表和主机集合为一体的电能表查窃仪,但其电路结构都比较复杂,电路内部数据计算过程也非常繁杂,计算速度较慢;因此,维护起来比较麻烦,也不便于快速查窃电。
实用新型内容
本实用新型的目的是:设计一种钳表和主机集合为一体的电表快速查窃仪,该查窃仪为适用于现场的微型手持式电测仪表,便于携带,接线容易,采集信号时不易受到干扰,测量数据精确,操作简单,并且电路结构简单,电路内部数据计算过程简单,计算速度快,能够快速判断出电能表是否正常,有、无窃电行为,使用起来更简便。
本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现:
本电表快速查窃仪,包括主机壳体、钳表和工作电路板,所述的主机壳体上设有液晶屏观察窗,所述的钳表由钳头壳体和铁芯组成,所述的工作电路板安装在主机壳体内,其特征是:所述的工作电路板上包括有主控CPU、前端信号调理电路、键盘电路、语音电路、电源电路和LCD液晶接口电路,主控CPU内有微控制器U5,外部时钟电路、下拉电阻R17、CPU上电复位电路、CPU电源VCC退耦电容、有极性电容E5、AD接口模拟电源滤波电路和0欧电阻R21,其中,微控制器U5的型号为STM32F100CBT6,外部时钟电路内有8M晶振Y1以及电容C7和C8,CPU上电复位电路内有电阻R18和电容C9,CPU电源VCC退耦电容内有电容C10、C11和C12,AD接口模拟电源滤波电路内有电感L2、电容C13和有极性电容E6;前端信号调理电路内有四通道高精度运算放大器中的电压跟随器U2A、U2C和U2D、交流电流采样输入端子P1、交流电压输入端子P2、电阻R1、R3~R10和R12、电容C1~C3以及钳位二极管D1和D3~D5,其四通道高精度运算放大器的型号为SGM8554,钳位二极管D1和D3~D5的型号均为IN4148;键盘电路内有控制按键KEY1和KEY2以及电阻R11和R13;语音电路内有音频功放芯片U3、有极性电容E3和E4、电容C4和C5、电阻R14和R15以及喇叭SP1,其音频功放芯片U3的型号为SGM4890YMS;电源电路内有电池BT1、开关电压调节器U1、有极性电容E1和E2、二极管D2、电感L1、电阻R2以及拨码开关S1,其开关电压调节器U1的型号为LM2596S-3.3,二极管D2的型号为STPS2L25U,电感L1的型号为DO3316P-104,拨码开关S1的型号为SW DIP-6;LCD液晶接口电路内有LCD驱动器U4、电阻R16、电容C6和4位7段数码LCD液晶屏DS1,其LCD驱动器U4的型号为HT1621B,4位7段数码LCD液晶屏DS1的型号为GDC8310;
其连接关系为:在主控CPU内,微控制器U5的第1引脚连接由电源电路产生的3.3V直流电压VCC3.3,微控制器U5的第23、第35和第47引脚相互短接后接数字地,外部时钟电路晶振Y1的两端分别连接到微控制器U5的第5和第6引脚,下拉电阻R17的一端接数字地,其另一端连接到微控制器U5的第44引脚,CPU上电复位电路内电阻R18和电容C9的一端均连接到微控制器U5的第7引脚,电阻R18的另一端连接3.3V直流电压VCC3.3,电容C9的另一端接数字地,CPU电源VCC退耦电容内电容C10、C11和C12的一端分别连接到微控制器U5的第24、第36和第48引脚,其另一端均接数字地,有极性电容E5的正极连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时与微控制器U5的第24、第36和第48引脚相连接,有极性电容E5的负极接数字地,AD接口模拟电源滤波电路内电感L2的一端连接3.3V直流电压VCC3.3,电感L2的另一端连接到微控制器U5的第9引脚,并引出模拟电源电压信号AVCC,电容C13的一端连接有极性电容E6的正极,并同时连接电感L2的另一端,电容C13的另一端和有极性电容E6的负极均连接到微控制器U5的第8引脚,0欧电阻R21为数字地和模拟地单点连接电阻,其一端连接到微控制器U5的第8引脚,其另一端接数字地;在前端信号调理电路内,四通道高精度运算放大器中的电压跟随器U2A、U2C和U2D的正电源连接端均连接由主控CPU内引出的模拟电源电压信号AVCC,其中,电压跟随器U2A的正电源连接端与模拟地之间还连接有电容C2,电压跟随器U2A、U2C和U2D的负电源连接端均接模拟地,电压跟随器U2D以及电阻R6和R9构成1.65V电压基准产生电路,电阻R6的一端与电阻R9的一端相连接后,再连接到电压跟随器U2D的反相输入端,电阻R6的另一端连接模拟电源电压信号AVCC,电阻R9的另一端接模拟地,电压跟随器U2D的输出端与其同相输入端相连接,并引出1.65V电压基准信号REF,交流电流采样输入端子P1连接绕在钳表铁芯上漆包线输出线的两端,交流电流采样输入端子P1的第1引脚连接电阻R3的一端,交流电流采样输入端子P1的第2引脚连接电阻R3的另一端以及电阻R4的一端,电阻R4的另一端连接1.65V电压基准信号REF,钳位二极管D1的正极与钳位二极管D3的负极以及电阻R3的一端相连接后,再连接到电压跟随器U2A的同相输入端,钳位二极管D1的负极连接模拟电源电压信号AVCC,钳位二极管D3的正极接模拟地,电压跟随器U2A的输出端与其反相输入端相连接,并同时连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接电容C1的一端,电容C1的另一端接模拟地,交流电压输入端子P2连接交流0~400V电源,交流电压输入端子P2的第1和第2引脚分别连接电阻R5和电阻R10的一端,电阻R5和电阻R10的另一端分别连接电阻R8的两端,电阻R12的一端连接电阻R10的一端,电阻R12的另一端连接1.65V电压基准信号REF,钳位二极管D4的正极与钳位二极管D5的负极以及电阻R10的另一端相连接后,再连接到电压跟随器U2C的同相输入端,钳位二极管D4的负极连接模拟电源电压信号AVCC,钳位二极管D5的正极接模拟地,电压跟随器U2C的输出端与其反相输入端相连接,并同时连接电阻R7的一端,电阻R7的另一端连接电容C3的一端,电容C3的另一端接模拟地;前端信号调理电路与主控CPU之间,电阻R1的另一端连接到微控制器U5的第12引脚,电阻R7的另一端连接到微控制器U5的第13引脚;在键盘电路内,控制按键KEY1的第1、第2、第4和第5端子相互短接,控制按键KEY1的第3和第6端子短接后连接电阻R11的一端,电阻R11的另一端连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时连接电阻R13的一端,电阻R13的另一端连接控制按键KEY2的第2和第3端子,控制按键KEY2的第1和第4端子相短接;键盘电路与主控CPU之间,控制按键KEY1的第5端子连接到微控制器U5的第32引脚,控制按键KEY2的第1端子连接到微控制器U5的第33引脚;在语音电路内,音频功放芯片U3的第6引脚连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时连接有极性电容E3的正极,有极性电容E3的负极连接到音频功放芯片U3的第7引脚,音频功放芯片U3的第1引脚连接电容C4的一端,电容C4的另一端与有极性电容E4的负极相连接,并接数字地,有极性电容E4的正极与音频功放芯片U3的第2及第3引脚相连接,音频功放芯片U3的第4引脚连接电阻R14和电阻R15的一端,电阻R14的另一端连接电容C5的一端,电阻R15的另一端连接到音频功放芯片U3的第5引脚,喇叭SP1的两端连接到音频功放芯片U3的第5和第8引脚;语音电路与主控CPU之间,电容C5的另一端连接到微控制器U5的第14引脚,音频功放芯片U3的第1引脚连接微控制器U5的第15引脚;在电源电路内,开关电压调节器U1的第1引脚连接拨码开关S1的第1端子,并同时连接有极性电容E2的正极,有极性电容E2的负极连接电池BT1的负极,并同时连接开关电压调节器U1的第3和第5引脚,开关电压调节器U1的第3引脚接数字地,电池BT1的正极连接拨码开关S1的第2端子,开关电压调节器U1的第2引脚连接二极管D2的负极和电感L1的一端,二极管D2的正极接数字地,并同时连接有极性电容E1的负极,有极性电容E1的正极连接电感L1的另一端,电感L1的另一端产生3.3V直流电压VCC3.3,同时连接到开关电压调节器U1的第4引脚,拨码开关S1的第5和第7端子短接后,连接电阻R2的一端,电阻R2的另一端与电感L1的另一端相连接;电源电路与主控CPU之间,拨码开关S1的第6和第8端子分别连接到微控制器U5的第42和第43引脚;在LCD液晶接口电路内,LCD驱动器U4的第8引脚连接电阻R16的一端,电阻R16的另一端连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时连接LCD驱动器U4的第9引脚和电容C6的一端,电容C6的另一端接数字地,4位7段数码LCD液晶屏DS1的第1~4引脚分别与LCD驱动器U4的第16~13引脚相连接,4位7段数码LCD液晶屏DS1的第5~13引脚分别与LCD驱动器U4的第48~40引脚相连接;LCD液晶接口电路与主控CPU之间,LCD驱动器U4的第1~4引脚分别与微控制器U5的第4、第3、第2和第46引脚相连接。
本实用新型在电源电路内,电池BT1为9V碱性电池。
本实用新型在电源电路内,拨码开关S1为转盘拨码开关。
本实用新型的LCD液晶接口电路与主控CPU之间,LCD驱动器U4的第1~4引脚通过SPI通讯接口分别与微控制器U5的第4、第3、第2和第46引脚相连接。
本实用新型的优点是:1)该查窃仪为适用于现场的微型手持式电测仪表,便于携带;2)采用钳表和主机集合为一体的设计,且采用32位Cortex-M3内核微控制器控制,电路结构简单,使用过程中不停电、不改变计量电能表回路接线,只要使钳表分别卡入电能表的火线入线和零线出线,即可测得电能表线路的火线入线电流和零线出线电流,进而通过查窃仪主控CPU的快速计算,迅速判断出电能表是否正常,有、无窃电行为,同时发出靓丽人声语音提示,接线容易,操作简单,电路内部数据计算过程简单,计算速度快,更人性化,使用起来更简便;3)钳表接线短,能够避免采集信号时受到干扰,测量数据更加精确。
附图说明
图1是工作电路板的总体框架图;
图2是主控CPU原理图;
图3是前端信号调理电路原理图;
图4是键盘电路原理图;
图5是语音电路原理图;
图6是电源电路原理图;
图7是LCD液晶接口电路原理图。
具体实施方式
如图1-7所示,本电表快速查窃仪,包括主机壳体、钳表和工作电路板,所述的主机壳体上设有液晶屏观察窗,所述的钳表由钳头壳体和铁芯组成,所述的工作电路板安装在主机壳体内,其特征是:所述的工作电路板上包括有主控CPU1、前端信号调理电路2、键盘电路3、语音电路4、电源电路5和LCD液晶接口电路6,主控CPU1内有微控制器U5,外部时钟电路、下拉电阻R17、CPU上电复位电路、CPU电源VCC退耦电容、有极性电容E5、AD接口模拟电源滤波电路和0欧电阻R21,其中,微控制器U5的型号为STM32F100CBT6,外部时钟电路内有8M晶振Y1以及电容C7和C8,CPU上电复位电路内有电阻R18和电容C9,CPU电源VCC退耦电容内有电容C10、C11和C12,AD接口模拟电源滤波电路内有电感L2、电容C13和有极性电容E6;前端信号调理电路2内有四通道高精度运算放大器中的电压跟随器U2A、U2C和U2D、交流电流采样输入端子P1、交流电压输入端子P2、电阻R1、R3~R10和R12、电容C1~C3以及钳位二极管D1和D3~D5,其四通道高精度运算放大器的型号为SGM8554,钳位二极管D1和D3~D5的型号均为IN4148;键盘电路3内有控制按键KEY1和KEY2以及电阻R11和R13;语音电路4内有音频功放芯片U3、有极性电容E3和E4、电容C4和C5、电阻R14和R15以及喇叭SP1,其音频功放芯片U3的型号为SGM4890YMS;电源电路5内有电池BT1、开关电压调节器U1、有极性电容E1和E2、二极管D2、电感L1、电阻R2以及拨码开关S1,其开关电压调节器U1的型号为LM2596S-3.3,二极管D2的型号为STPS2L25U,电感L1的型号为DO3316P-104,拨码开关S1的型号为SW DIP-6;LCD液晶接口电路6内有LCD驱动器U4、电阻R16、电容C6和4位7段数码LCD液晶屏DS1,其LCD驱动器U4的型号为HT1621B,4位7段数码LCD液晶屏DS1的型号为GDC8310;
其连接关系为:在主控CPU1内,微控制器U5的第1引脚连接由电源电路5产生的3.3V直流电压VCC3.3,微控制器U5的第23、第35和第47引脚相互短接后接数字地,外部时钟电路晶振Y1的两端分别连接到微控制器U5的第5和第6引脚,下拉电阻R17的一端接数字地,其另一端连接到微控制器U5的第44引脚,CPU上电复位电路内电阻R18和电容C9的一端均连接到微控制器U5的第7引脚,电阻R18的另一端连接3.3V直流电压VCC3.3,电容C9的另一端接数字地,CPU电源VCC退耦电容内电容C10、C11和C12的一端分别连接到微控制器U5的第24、第36和第48引脚,其另一端均接数字地,有极性电容E5的正极连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时与微控制器U5的第24、第36和第48引脚相连接,有极性电容E5的负极接数字地,AD接口模拟电源滤波电路内电感L2的一端连接3.3V直流电压VCC3.3,电感L2的另一端连接到微控制器U5的第9引脚,并引出模拟电源电压信号AVCC,电容C13的一端连接有极性电容E6的正极,并同时连接电感L2的另一端,电容C13的另一端和有极性电容E6的负极均连接到微控制器U5的第8引脚,0欧电阻R21为数字地和模拟地单点连接电阻,其一端连接到微控制器U5的第8引脚,其另一端接数字地;在前端信号调理电路2内,四通道高精度运算放大器中的电压跟随器U2A、U2C和U2D的正电源连接端均连接由主控CPU1内引出的模拟电源电压信号AVCC,其中,电压跟随器U2A的正电源连接端与模拟地之间还连接有电容C2,电压跟随器U2A、U2C和U2D的负电源连接端均接模拟地,电压跟随器U2D以及电阻R6和R9构成1.65V电压基准产生电路,电阻R6的一端与电阻R9的一端相连接后,再连接到电压跟随器U2D的反相输入端,电阻R6的另一端连接模拟电源电压信号AVCC,电阻R9的另一端接模拟地,电压跟随器U2D的输出端与其同相输入端相连接,并引出1.65V电压基准信号REF,交流电流采样输入端子P1连接绕在钳表铁芯上漆包线输出线的两端,交流电流采样输入端子P1的第1引脚连接电阻R3的一端,交流电流采样输入端子P1的第2引脚连接电阻R3的另一端以及电阻R4的一端,电阻R4的另一端连接1.65V电压基准信号REF,钳位二极管D1的正极与钳位二极管D3的负极以及电阻R3的一端相连接后,再连接到电压跟随器U2A的同相输入端,钳位二极管D1的负极连接模拟电源电压信号AVCC,钳位二极管D3的正极接模拟地,电压跟随器U2A的输出端与其反相输入端相连接,并同时连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接电容C1的一端,电容C1的另一端接模拟地,交流电压输入端子P2连接交流0~400V电源,交流电压输入端子P2的第1和第2引脚分别连接电阻R5和电阻R10的一端,电阻R5和电阻R10的另一端分别连接电阻R8的两端,电阻R12的一端连接电阻R10的一端,电阻R12的另一端连接1.65V电压基准信号REF,钳位二极管D4的正极与钳位二极管D5的负极以及电阻R10的另一端相连接后,再连接到电压跟随器U2C的同相输入端,钳位二极管D4的负极连接模拟电源电压信号AVCC,钳位二极管D5的正极接模拟地,电压跟随器U2C的输出端与其反相输入端相连接,并同时连接电阻R7的一端,电阻R7的另一端连接电容C3的一端,电容C3的另一端接模拟地;前端信号调理电路2与主控CPU1之间,电阻R1的另一端连接到微控制器U5的第12引脚,电阻R7的另一端连接到微控制器U5的第13引脚;在键盘电路3内,控制按键KEY1的第1、第2、第4和第5端子相互短接,控制按键KEY1的第3和第6端子短接后连接电阻R11的一端,电阻R11的另一端连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时连接电阻R13的一端,电阻R13的另一端连接控制按键KEY2的第2和第3端子,控制按键KEY2的第1和第4端子相短接;键盘电路3与主控CPU1之间,控制按键KEY1的第5端子连接到微控制器U5的第32引脚,控制按键KEY2的第1端子连接到微控制器U5的第33引脚;在语音电路4内,音频功放芯片U3的第6引脚连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时连接有极性电容E3的正极,有极性电容E3的负极连接到音频功放芯片U3的第7引脚,音频功放芯片U3的第1引脚连接电容C4的一端,电容C4的另一端与有极性电容E4的负极相连接,并接数字地,有极性电容E4的正极与音频功放芯片U3的第2及第3引脚相连接,音频功放芯片U3的第4引脚连接电阻R14和电阻R15的一端,电阻R14的另一端连接电容C5的一端,电阻R15的另一端连接到音频功放芯片U3的第5引脚,喇叭SP1的两端连接到音频功放芯片U3的第5和第8引脚;语音电路4与主控CPU1之间,电容C5的另一端连接到微控制器U5的第14引脚,音频功放芯片U3的第1引脚连接微控制器U5的第15引脚;在电源电路5内,开关电压调节器U1的第1引脚连接拨码开关S1的第1端子,并同时连接有极性电容E2的正极,有极性电容E2的负极连接电池BT1的负极,并同时连接开关电压调节器U1的第3和第5引脚,开关电压调节器U1的第3引脚接数字地,电池BT1的正极连接拨码开关S1的第2端子,开关电压调节器U1的第2引脚连接二极管D2的负极和电感L1的一端,二极管D2的正极接数字地,并同时连接有极性电容E1的负极,有极性电容E1的正极连接电感L1的另一端,电感L1的另一端产生3.3V直流电压VCC3.3,同时连接到开关电压调节器U1的第4引脚,拨码开关S1的第5和第7端子短接后,连接电阻R2的一端,电阻R2的另一端与电感L1的另一端相连接;电源电路5与主控CPU1之间,拨码开关S1的第6和第8端子分别连接到微控制器U5的第42和第43引脚;在LCD液晶接口电路6内,LCD驱动器U4的第8引脚连接电阻R16的一端,电阻R16的另一端连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时连接LCD驱动器U4的第9引脚和电容C6的一端,电容C6的另一端接数字地,4位7段数码LCD液晶屏DS1的第1~4引脚分别与LCD驱动器U4的第16~13引脚相连接,4位7段数码LCD液晶屏DS1的第5~13引脚分别与LCD驱动器U4的第48~40引脚相连接;LCD液晶接口电路6与主控CPU1之间,LCD驱动器U4的第1~4引脚分别与微控制器U5的第4、第3、第2和第46引脚相连接。
如图6所示,在电源电路5内,电池BT1为9V碱性电池。在电源电路5内,拨码开关S1为转盘拨码开关。
如图7所示,LCD液晶接口电路6与主控CPU1之间,LCD驱动器U4的第1~4引脚通过SPI通讯接口分别与微控制器U5的第4、第3、第2和第46引脚相连接。
本电表快速查窃仪,其主机和钳表集合为一体。在钳表钳头内分别卡入电能表的火线入线、零线出线和火线出线,即可测量电能表线路的火线入线电流、零线出线电流和火线出线电流,将电能表的电压线接入查窃仪的电压输入端子上即可测量电能表的输入电压;当查窃仪钳入电能表的火线入线或零线出线或火线出线、接入电压线后,输入查窃仪内的电压、电流模拟信号经过查窃仪内部工作电路板上的前端信号调理电路2调理后,直接输入到主控CPU1的微控制器U5内,经微控制器U5内部AD转换后,得到瞬时电压、电流采样值,采样值经过微控制器U5计算得到电压、电流等电参数,各种电参数被送到LCD液晶接口电路6显示,如果想要保持LCD液晶接口电路6所显示的电参数内容不刷新,可以按一下键盘电路3内的控制按键KEY1。
本电表快速查窃仪的电参数计算原理如下:
1、电压计算公式
式中,Ua和uak分别是电压有效值和瞬时值,N为每周波交流采样点数;
2、电流计算公式
式中,Ia和iak分别是电流有效值和瞬时值,N为每周波交流采样点数。
使用本电表快速查窃仪,判断电能表是否正常,有、无窃电行为的原理是:首先,在钳表钳头内卡入电能表的火线入线,按一下键盘电路3内的控制按键KEY2,测量电能表线路的火线入线电流Ia,并通过LCD液晶接口电路6显示此电流值;然后,改变在钳表钳头内卡入的线路,将电能表的零线出线卡入钳表钳头内,再按一下键盘电路3内的控制按键KEY2,测量电能表线路的零线出线电流Ib,并通过LCD液晶接口电路6显示此电流值;查窃仪测量火线入线电流Ia或零线出线电流Ib的内部运算过程为,输入查窃仪内的火线入线电流模拟信号或零线出线电流模拟信号,经过查窃仪内部工作电路板上的前端信号调理电路2调理后,直接输入到主控CPU1的微控制器U5内,经微控制器U5内部AD转换后,得到火线入线或零线出线的瞬时电流采样值,火线入线或零线出线的瞬时电流采样值经过微控制器U5计算得到火线入线或零线出线的电流有效值,即测得火线入线电流Ia或零线出线电流Ib;火线入线电流Ia和零线出线电流Ib均侧量出来后,查窃仪根据以下判断依据进行判断,语音电路4根据判断结果给出相应的靓丽人声语音提示。所述的判断依据为:当(Ia / Ib -1) > 15%时,提示“零线可能断开”,当(Ia / Ib -1) < 15%时,提示“有外线接入”,并且以上两种情况,均表明电能表状态不正常,可能有窃电行为。
另外,通过本电表快速查窃仪,测量电能表的输入电压,可以判断供电线路的电压质量是否良好,电压是否过高或过低、是否在允许波动的范围内。
Claims (4)
1.一种电表快速查窃仪,包括主机壳体、钳表和工作电路板,所述的主机壳体上设有液晶屏观察窗,所述的钳表由钳头壳体和铁芯组成,所述的工作电路板安装在主机壳体内,其特征是:所述的工作电路板上包括有主控CPU(1)、前端信号调理电路(2)、键盘电路(3)、语音电路(4)、电源电路(5)和LCD液晶接口电路(6),主控CPU(1)内有微控制器U5,外部时钟电路、下拉电阻R17、CPU上电复位电路、CPU电源VCC退耦电容、有极性电容E5、AD接口模拟电源滤波电路和0欧电阻R21,其中,微控制器U5的型号为STM32F100CBT6,外部时钟电路内有8M晶振Y1以及电容C7和C8,CPU上电复位电路内有电阻R18和电容C9,CPU电源VCC退耦电容内有电容C10、C11和C12,AD接口模拟电源滤波电路内有电感L2、电容C13和有极性电容E6;前端信号调理电路(2)内有四通道高精度运算放大器中的电压跟随器U2A、U2C和U2D、交流电流采样输入端子P1、交流电压输入端子P2、电阻R1、R3~R10和R12、电容C1~C3以及钳位二极管D1和D3~D5,其四通道高精度运算放大器的型号为SGM8554,钳位二极管D1和D3~D5的型号均为IN4148;键盘电路(3)内有控制按键KEY1和KEY2以及电阻R11和R13;语音电路(4)内有音频功放芯片U3、有极性电容E3和E4、电容C4和C5、电阻R14和R15以及喇叭SP1,其音频功放芯片U3的型号为SGM4890YMS;电源电路(5)内有电池BT1、开关电压调节器U1、有极性电容E1和E2、二极管D2、电感L1、电阻R2以及拨码开关S1,其开关电压调节器U1的型号为LM2596S-3.3,二极管D2的型号为STPS2L25U,电感L1的型号为DO3316P-104,拨码开关S1的型号为SW DIP-6;LCD液晶接口电路(6)内有LCD驱动器U4、电阻R16、电容C6和4位7段数码LCD液晶屏DS1,其LCD驱动器U4的型号为HT1621B,4位7段数码LCD液晶屏DS1的型号为GDC8310;
其连接关系为:在主控CPU(1)内,微控制器U5的第1引脚连接由电源电路(5)产生的3.3V直流电压VCC3.3,微控制器U5的第23、第35和第47引脚相互短接后接数字地,外部时钟电路晶振Y1的两端分别连接到微控制器U5的第5和第6引脚,下拉电阻R17的一端接数字地,其另一端连接到微控制器U5的第44引脚,CPU上电复位电路内电阻R18和电容C9的一端均连接到微控制器U5的第7引脚,电阻R18的另一端连接3.3V直流电压VCC3.3,电容C9的另一端接数字地,CPU电源VCC退耦电容内电容C10、C11和C12的一端分别连接到微控制器U5的第24、第36和第48引脚,其另一端均接数字地,有极性电容E5的正极连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时与微控制器U5的第24、第36和第48引脚相连接,有极性电容E5的负极接数字地,AD接口模拟电源滤波电路内电感L2的一端连接3.3V直流电压VCC3.3,电感L2的另一端连接到微控制器U5的第9引脚,并引出模拟电源电压信号AVCC,电容C13的一端连接有极性电容E6的正极,并同时连接电感L2的另一端,电容C13的另一端和有极性电容E6的负极均连接到微控制器U5的第8引脚,0欧电阻R21为数字地和模拟地单点连接电阻,其一端连接到微控制器U5的第8引脚,其另一端接数字地;在前端信号调理电路(2)内,四通道高精度运算放大器中的电压跟随器U2A、U2C和U2D的正电源连接端均连接由主控CPU(1)内引出的模拟电源电压信号AVCC,其中,电压跟随器U2A的正电源连接端与模拟地之间还连接有电容C2,电压跟随器U2A、U2C和U2D的负电源连接端均接模拟地,电压跟随器U2D以及电阻R6和R9构成1.65V电压基准产生电路,电阻R6的一端与电阻R9的一端相连接后,再连接到电压跟随器U2D的反相输入端,电阻R6的另一端连接模拟电源电压信号AVCC,电阻R9的另一端接模拟地,电压跟随器U2D的输出端与其同相输入端相连接,并引出1.65V电压基准信号REF,交流电流采样输入端子P1连接绕在钳表铁芯上漆包线输出线的两端,交流电流采样输入端子P1的第1引脚连接电阻R3的一端,交流电流采样输入端子P1的第2引脚连接电阻R3的另一端以及电阻R4的一端,电阻R4的另一端连接1.65V电压基准信号REF,钳位二极管D1的正极与钳位二极管D3的负极以及电阻R3的一端相连接后,再连接到电压跟随器U2A的同相输入端,钳位二极管D1的负极连接模拟电源电压信号AVCC,钳位二极管D3的正极接模拟地,电压跟随器U2A的输出端与其反相输入端相连接,并同时连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接电容C1的一端,电容C1的另一端接模拟地,交流电压输入端子P2连接交流0~400V电源,交流电压输入端子P2的第1和第2引脚分别连接电阻R5和电阻R10的一端,电阻R5和电阻R10的另一端分别连接电阻R8的两端,电阻R12的一端连接电阻R10的一端,电阻R12的另一端连接1.65V电压基准信号REF,钳位二极管D4的正极与钳位二极管D5的负极以及电阻R10的另一端相连接后,再连接到电压跟随器U2C的同相输入端,钳位二极管D4的负极连接模拟电源电压信号AVCC,钳位二极管D5的正极接模拟地,电压跟随器U2C的输出端与其反相输入端相连接,并同时连接电阻R7的一端,电阻R7的另一端连接电容C3的一端,电容C3的另一端接模拟地;前端信号调理电路(2)与主控CPU(1)之间,电阻R1的另一端连接到微控制器U5的第12引脚,电阻R7的另一端连接到微控制器U5的第13引脚;在键盘电路(3)内,控制按键KEY1的第1、第2、第4和第5端子相互短接,控制按键KEY1的第3和第6端子短接后连接电阻R11的一端,电阻R11的另一端连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时连接电阻R13的一端,电阻R13的另一端连接控制按键KEY2的第2和第3端子,控制按键KEY2的第1和第4端子相短接;键盘电路(3)与主控CPU(1)之间,控制按键KEY1的第5端子连接到微控制器U5的第32引脚,控制按键KEY2的第1端子连接到微控制器U5的第33引脚;在语音电路(4)内,音频功放芯片U3的第6引脚连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时连接有极性电容E3的正极,有极性电容E3的负极连接到音频功放芯片U3的第7引脚,音频功放芯片U3的第1引脚连接电容C4的一端,电容C4的另一端与有极性电容E4的负极相连接,并接数字地,有极性电容E4的正极与音频功放芯片U3的第2及第3引脚相连接,音频功放芯片U3的第4引脚连接电阻R14和电阻R15的一端,电阻R14的另一端连接电容C5的一端,电阻R15的另一端连接到音频功放芯片U3的第5引脚,喇叭SP1的两端连接到音频功放芯片U3的第5和第8引脚;语音电路(4)与主控CPU(1)之间,电容C5的另一端连接到微控制器U5的第14引脚,音频功放芯片U3的第1引脚连接微控制器U5的第15引脚;在电源电路(5)内,开关电压调节器U1的第1引脚连接拨码开关S1的第1端子,并同时连接有极性电容E2的正极,有极性电容E2的负极连接电池BT1的负极,并同时连接开关电压调节器U1的第3和第5引脚,开关电压调节器U1的第3引脚接数字地,电池BT1的正极连接拨码开关S1的第2端子,开关电压调节器U1的第2引脚连接二极管D2的负极和电感L1的一端,二极管D2的正极接数字地,并同时连接有极性电容E1的负极,有极性电容E1的正极连接电感L1的另一端,电感L1的另一端产生3.3V直流电压VCC3.3,同时连接到开关电压调节器U1的第4引脚,拨码开关S1的第5和第7端子短接后,连接电阻R2的一端,电阻R2的另一端与电感L1的另一端相连接;电源电路(5)与主控CPU(1)之间,拨码开关S1的第6和第8端子分别连接到微控制器U5的第42和第43引脚;在LCD液晶接口电路(6)内,LCD驱动器U4的第8引脚连接电阻R16的一端,电阻R16的另一端连接3.3V直流电压VCC3.3,并同时连接LCD驱动器U4的第9引脚和电容C6的一端,电容C6的另一端接数字地,4位7段数码LCD液晶屏DS1的第1~4引脚分别与LCD驱动器U4的第16~13引脚相连接,4位7段数码LCD液晶屏DS1的第5~13引脚分别与LCD驱动器U4的第48~40引脚相连接;LCD液晶接口电路(6)与主控CPU(1)之间,LCD驱动器U4的第1~4引脚分别与微控制器U5的第4、第3、第2和第46引脚相连接。
2.根据权利要求1所述的电表快速查窃仪,其特征是:在电源电路(5)内,电池BT1为9V碱性电池。
3.根据权利要求1或2所述的电表快速查窃仪,其特征是:在电源电路(5)内,拨码开关S1为转盘拨码开关。
4.根据权利要求3所述的电表快速查窃仪,其特征是:LCD液晶接口电路(6)与主控CPU(1)之间,LCD驱动器U4的第1~4引脚通过SPI通讯接口分别与微控制器U5的第4、第3、第2和第46引脚相连接。
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