CN206650694U - Ft3数据的识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种FT3数据的识别装置包括数据传输码速率识别模块及数据传输帧频识别模块，数据传输码速率识别模块包括信号输入模块、信号采样计数模块、码元宽度测量模块、码速率测量模块及直接数字式频率合成器；信号输入模块接收所述FT3数据，并且发送至信号采样计数模块，信号采样计数模块将采样计数信息发送至码元宽度测量模块，码元宽度测量模块将码元宽度信息发送至码速率测量模块，码速率测量模块将码速率信息发送至直接数字式频率合成器，直接数字式频率合成器将同步时钟信息发送至数据传输帧频识别模块，数据传输帧频识别模块输出帧频信息。本实用新型可以适配不同的应用场合，降低了各项成本。

Description

FT3数据的识别装置

技术领域

本实用新型涉及电力领域，特别涉及一种FT3(一种数据传输通信协议)数据的识别装置。

背景技术

随着社会的发展和工业的突飞猛进，人类的发展越来越依赖于对持续、稳定电力的大量需求，这也导致了智能电网技术的普及和发展。全光纤电流互感器及相关合并单元技术，是电网实现数字化、智能化的第一步，也是关键技术之一。而电力系统不同的应用场景对电力信号的采样速率则有不同的要求，像交流系统中保护用的4KSPS、测量用的12.8KSPS；直流系统的要求则尚缺乏统一定义，根据项目需求不同，采样速率可能达到10KSPS、20KSPS、50KSPS、甚至更高。传输具体的帧格式一般采用IEC60044-8协议(一种通信协议)规定的12通道或扩展22通道FT3通信格式，对FT3规约来讲，采样速率等同于传输帧频率。

目前，针对不同的采样速率要求设计单独的硬件板卡无疑是成本高昂、无法接受的。现有相关产品的缺点是无法自动适应不同的应用场景需求，需要人工的干预设置，且尚没有产品可以适应所有不同的采样速率要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中电力系统无法适应所有不同的采样速率要求，且针对不同的采样速率要求设计单独的硬件板卡时浪费成本的缺陷，提供一种FT3数据的识别装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种FT3数据的识别装置，其特点在于，所述识别装置包括数据传输码速率识别模块及数据传输帧频识别模块，所述数据传输码速率识别模块及所述数据传输帧频识别模块电连接，所述数据传输码速率识别模块包括信号输入模块、信号采样计数模块、码元宽度测量模块、码速率测量模块及直接数字式频率合成器；

所述信号输入模块用于接收所述FT3数据，并且将所述FT3数据发送至所述信号采样计数模块，所述信号采样计数模块用于将FT3数据的采样计数信息发送至所述码元宽度测量模块，所述码元宽度测量模块用于接收所述采样计数信息，并且将FT3数据的码元宽度信息发送至所述码速率测量模块，所述码速率测量模块用于接收所述码元宽度信息，并且将FT3数据的码速率信息发送至所述直接数字式频率合成器，所述直接数字式频率合成器用于接收所述码速率信息，并且将FT3数据的同步时钟信息发送至所述数据传输帧频识别模块，所述数据传输帧频识别模块用于接收所述同步时钟信息，并且输出FT3数据的帧频信息。

较佳地，所述数据传输码速率识别模块还包括相位比较模块，所述相位比较模块分别与所述信号输入模块及所述直接数字式频率合成器电连接；

所述信号输入模块还用于将所述FT3数据发送至所述相位比较模块，所述直接数字式频率合成器还用于将FT3数据的初始同步时钟信息发送至所述相位比较模块，所述相位比较模块用于接收所述FT3数据及所述初始同步时钟信息，并且将FT3数据的相位信息发送至所述直接数字式频率合成器。

较佳地，所述识别装置设置于智能电网的合并单元装置上。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型提供的FT3数据的识别装置可以适配直流、交流、控制、保护等所有不同的应用场合，大大降低了产品成本，且通过自动化适配消除了人为出错的可能性，降低了运营和维护成本，能够较好地适应新技术的发展。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的FT3数据的识别装置的结构示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1所示，本实施例提供的FT3数据的识别装置包括数据传输码速率识别模块1及数据传输帧频识别模块2，数据传输码速率识别模块1包括信号输入模块11、信号采样计数模块12、码元宽度测量模块13、码速率测量模块14、直接数字式频率合成器15及相位比较模块16，信号输入模块11与信号采样计数模块12电连接，信号采样计数模块12与码元宽度测量模块13电连接，码元宽度测量模块13与码速率测量模块14电连接，码速率测量模块14与直接数字式频率合成器15电连接，直接数字式频率合成器15与数据传输帧频识别模块2电连接，相位比较模块16分别与信号输入模块11及直接数字式频率合成器15电连接，在本实施例中，所述识别装置设置于智能电网的合并单元装置上。

具体的，信号输入模块11用于接收所述FT3数据，并且将所述FT3数据发送至信号采样计数模块12，信号采样计数模块12用于将FT3数据的采样计数信息发送至码元宽度测量模块13，码元宽度测量模块13用于接收所述采样计数信息，并且将FT3数据的码元宽度信息发送至码速率测量模块14，码速率测量模块14用于接收所述码元宽度信息，并且将FT3数据的码速率信息发送至直接数字式频率合成器15，信号输入模块11还用于将所述FT3数据发送至相位比较模块16，直接数字式频率合成器15用于将FT3数据的初始同步时钟信息发送至相位比较模块16，相位比较模块16用于接收所述FT3数据及所述初始同步时钟信息，并且将FT3数据的相位信息发送至直接数字式频率合成器15，直接数字式频率合成器15用于接收所述码速率信息及所述相位信息，并且将FT3数据的同步时钟信息发送至数据传输帧频识别模块2，数据传输帧频识别模块2用于接收所述同步时钟信息，并且输出FT3数据的帧频信息。

以下具体说明应用所述识别装置来自动识别数据传输的码速率及帧频时的应用过程。

一、FT3数据传输的码速率自动识别方案

IEC 60044-8协议定义的FT3帧传输格式在物理层采用曼彻斯特码，又称数字双相码。它是一种用电平跳变来表示1或0的编码，其编码规则很简单：从高到低跳变表示0，从低到高跳变表示1。它是一种自同步的编码方式，同步时钟信号就隐藏在数据波形中。与其它的编码相比，曼彻斯特码可以消除直流成分，具有时钟恢复和抗干扰性能力强的特点。

曼彻斯特编码的码速率为信号传输速率的两倍，所以只要测量出码速率，即可得出信号的数据时钟，并得出信号的传输速率。要想恢复出信号的数据时钟，需要频率同步和相位同步两部分。

其中频率同步部分，基于曼彻斯特编码的物理特性，采用基于码元宽度测量的方法实现。利用FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)内部的高速时钟对输入信号进行采样，在相邻的上升沿和下降沿之间，对采样点进行计数，进而得出码元的脉冲宽度。这里有一个问题，就是因为传输信号的畸变，可能导致码元宽度的测量不准确。采取的解决办法就是根据可能的不同数据传输速率，对码元宽度设置阈值，进入阈值范围之内的测量结果，就认为是带测量的码元宽度。这样做可以极大提高码速识别的准确率。

频率识别之后的频率控制字直接送入直接数字式频率合成器，直接数字式频率合成器输出的初始同步时钟信号再送入相位比较模块，和输入信号进行比对，比较的结果送回直接数字式频率合成器对输入信号的相位信息进行调整，调整的结果和输入信号进行进一步的跟踪对比。最终系统稳定之后达到对输入FT3码速频率和相位信息的完美识别。

二、FT3数据传输的帧频自动识别方案

FT3数据传输的帧频(采样速率)的自动识别，可以根据FT3的规约格式进行自动判断。FT3传输一般采用12通道(3个数据块)和22通道(4个数据块)两种方案。

基于码速率的自动识别之后得到的同步时钟信息，可以很容易地对传输的曼彻斯特编码信号进行解码，识别帧同步头之后，获得完整的FT3帧信息。再根据FT3帧信息中包含的采样计数值，就可以很容易地判断出所接收FT3数据的帧频。

本实施例提供的FT3数据的识别装置可以适配直流、交流、控制、保护等所有不同的应用场合，大大降低了产品成本，且通过自动化适配消除了人为出错的可能性，降低了运营和维护成本，能够较好地适应新技术的发展。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种FT3数据的识别装置，其特征在于，所述识别装置包括数据传输码速率识别模块及数据传输帧频识别模块，所述数据传输码速率识别模块及所述数据传输帧频识别模块电连接，所述数据传输码速率识别模块包括信号输入模块、信号采样计数模块、码元宽度测量模块、码速率测量模块及直接数字式频率合成器；

所述信号输入模块用于接收所述FT3数据，并且将所述FT3数据发送至所述信号采样计数模块，所述信号采样计数模块用于将FT3数据的采样计数信息发送至所述码元宽度测量模块，所述码元宽度测量模块用于接收所述采样计数信息，并且将FT3数据的码元宽度信息发送至所述码速率测量模块，所述码速率测量模块用于接收所述码元宽度信息，并且将FT3数据的码速率信息发送至所述直接数字式频率合成器，所述直接数字式频率合成器用于接收所述码速率信息，并且将FT3数据的同步时钟信息发送至所述数据传输帧频识别模块，所述数据传输帧频识别模块用于接收所述同步时钟信息，并且输出FT3数据的帧频信息。

2.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述数据传输码速率识别模块还包括相位比较模块，所述相位比较模块分别与所述信号输入模块及所述直接数字式频率合成器电连接；

所述信号输入模块还用于将所述FT3数据发送至所述相位比较模块，所述直接数字式频率合成器还用于将FT3数据的初始同步时钟信息发送至所述相位比较模块，所述相位比较模块用于接收所述FT3数据及所述初始同步时钟信息，并且将FT3数据的相位信息发送至所述直接数字式频率合成器。

3.如权利要求1或2所述的识别装置，其特征在于，所述识别装置设置于智能电网的合并单元装置上。