CN209070064U - 基于局放检测的特高频放大电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于局放检测的特高频放大电路，包括运算放大器U1，所述运算放大器U1为TQP3M9008运算放大器芯片，放大频段为50~4000MHz，完整覆盖特高频频段300~3000MHz，频段满足要求，另外特征增益为20.6dB@1.9GHz，噪声为1.3dB@1.9Ghz其性能满足特高频信号放大的使用需求，而且，在放大器前端设计了二级LC低通滤波电路，该此LC低通滤波电路对局放信号和放大电路的影响很小，能滤出空气中的杂散电磁波而设计，实际测试其性能满足特高频信号放大要求，并对电源电压做了纹波滤除，保证局放检测的特高频信号放大的可靠性，电路巧妙，容易实现，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及局放检测技术领域，具体涉及一种基于局放检测的特高频放大电路。
背景技术
局放检测是高压电局部放电检测的简称。随着时间的推移，高压电气设备会慢慢老化，绝缘性能也会随之下降，导致其内部可能产生局部放电现象，这对电气设备的安全来讲是一个非常大的隐患。所以为了消除这种潜在隐患，电厂工作人员会定期检查设备的情况，检查设备是否存在局部放电现象以及严重程度如何，以便及时采取相对应的措施。
为了检测局部放电，人们针对局部放电会产生的一系列电声参数设计了很多局放测试仪器。局部放电现象发生时会释放电荷，同时发出电磁波。由于局放放电时间非常短暂(纳秒级)，所以局放电磁波的频率很高，属于特高频（0.3GHz~3GHz）信号。据此通过检测特高频信号的大小可以来判断有无局部放电发生和严重程度，如何检测特高频信号，直接检测显然并不可行，特高频信号很弱且难以捕捉，必须前端加信号放大电路对局放原始特高频信号进行放大，放大后原始特高频信号转换为信号幅度较大的特高频电信号，以便后续电路可以对其处理。但是，由于局放特高频信号微弱且频率很高，想要正确的放大此信号非常困难，为了能够放大局放特高频信号，选用合适的放大器芯片和滤除杂波两项工作至关重要，放大器要符合信号频段，其次噪声不能太高，否则会影响信号干净程度；另外放大器本身参数如增益、温漂等也要满足要求，现有技术中的放大电路都不太理想。因此，必须设计出合理且符合频段、幅度等要求放大电路，是关系到检测局部放电精确度的关键，如何实现，是当前需要解决的。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中针对局放特高频信号的放大电路不理想的问题。本实用新型的基于局放检测的特高频放大电路，选用TQP3M9008运算放大器芯片，放大频段为50~4000MHz，完整覆盖特高频频段300~3000MHz，频段满足要求，另外特征增益为20.6dB@1.9GHz ，噪声为1.3dB@1.9Ghz其性能满足特高频信号放大的使用需求，而且，在放大器前端设计了二级LC低通滤波电路，该此LC低通滤波电路对局放信号和放大电路的影响很小，能滤出空气中的杂散电磁波而设计，实际测试其性能满足特高频信号放大要求，并对电源电压做了纹波滤除，保证局放检测的特高频信号放大的可靠性，电路巧妙，容易实现，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于局放检测的特高频放大电路，包括运算放大器U1，所述运算放大器U1为TQP3M9008运算放大器芯片，所述运算放大器U1的射频输入端依次通过电容C1、电容C2与特高频输入端子IN相连接，所述运算放大器U1的射频输入端还通过电感L1与地相连接，所述特高频输入端子CON通过电感L2与地相连接，所述电感L2与特高频输入端子CON的连接处分别与二极管D1的正极、二极管D2的负极相连接，所述二极管D1的负极、二极管D2的正极分别与地相连，
所述运算放大器U1的射频输出端分别与电感L3的一端、电容C3的一端相连接，所述电容C3的另一端特高频放大输出端子OUT相连接，所述电感L3的另一端通过电阻R1与电源电压VCC端子相连接，所述电源电压VCC端子还分别通过电容C4、电容C5与地相连接，所述电感L3与电阻R1的连接处通过电容C6与地相连接，
所述运算放大器U1的接地端与地相连接。
前述的基于局放检测的特高频放大电路，所述电源电压VCC端子外接5V电压。
前述的基于局放检测的特高频放大电路，所述电容C3为耦合电容。
前述的基于局放检测的特高频放大电路，所述特高频输入端子IN还与地相连接。
前述的基于局放检测的特高频放大电路，所述电感L2、电容C2构成第一级LC低通滤波电路，所述电感L1、电容C1构成第二级LC低通滤波电路。
前述的基于局放检测的特高频放大电路，所述二极管D1、D2的型号为BAW99。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的基于局放检测的特高频放大电路，选用TQP3M9008运算放大器芯片，放大频段为50~4000MHz，完整覆盖特高频频段300~3000MHz，频段满足要求，另外特征增益为20.6dB@1.9GHz ，噪声为1.3dB@1.9Ghz其性能满足特高频信号放大的使用需求，而且，在放大器前端设计了二级LC低通滤波电路，该此LC低通滤波电路对局放信号和放大电路的影响很小，能滤出空气中的杂散电磁波而设计，实际测试其性能满足特高频信号放大要求，并对电源电压做了纹波滤除，保证局放检测的特高频信号放大的可靠性，电路巧妙，容易实现，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的基于局放检测的特高频放大电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型的基于局放检测的特高频放大电路，包括运算放大器U1，所述运算放大器U1为TQP3M9008运算放大器芯片，该TQP3M9008运算放大器芯片的放大频段为50~4000MHz，完整覆盖特高频频段300~3000MHz，频段满足要求，另外特征增益为20.6dB@1.9GHz ，噪声为1.3dB@1.9Ghz其性能满足特高频信号放大的使用需求所述运算放大器U1的射频输入端依次通过电容C1、电容C2与特高频输入端子IN相连接，所述运算放大器U1的射频输入端还通过电感L1与地相连接，所述特高频输入端子CON通过电感L2与地相连接，所述电感L2与特高频输入端子CON的连接处分别与二极管D1的正极、二极管D2的负极相连接，所述二极管D1的负极、二极管D2的正极分别与地相连，
所述运算放大器U1的射频输出端分别与电感L3的一端、电容C3的一端相连接，所述电容C3的另一端特高频放大输出端子OUT相连接，所述电感L3的另一端通过电阻R1与电源电压VCC端子相连接，所述电源电压VCC端子还分别通过电容C4、电容C5与地相连接，所述电感L3与电阻R1的连接处通过电容C6与地相连接，
所述运算放大器U1的接地端与地相连接。
优选的，所述电源电压VCC端子外接5V电压，电感L3、电容C4、电容C5、电阻R1、电容C6，能够时对5V电压的纹波滤除，防止纹波干扰放大器性能，保证放大的稳定性。
优选的，所述电容C3为耦合电容，以便后续局放检测电路的后续处理。
优选的，所述特高频输入端子IN还与地相连接，提高特高频输入端子IN的屏蔽效果。
优选的，所述电感L2、电容C2构成第一级LC低通滤波电路，所述电感L1、电容C1构成第二级LC低通滤波电路，在运算放大器U1的前端增加的二级低通滤波电路，滤除杂波，尤其是滤出空气中的杂散电磁波。
优选的，所述二极管D1、D2的型号为BAW99，用于保护运算放大器U1的前端，防止静电等干扰，提高整个电路的稳定性。
本实用新型的基于局放检测的特高频放大电路，工作原理如下：该特高频放大电路为有源放大电路，电源电压为+5V，电感L3、电容C4、电容C5、电阻R1、电容C6，用于滤除电源纹波，防止其干扰特高频放大电路的性能；二极管D1、D2用于运算放大器U1的前端；电感L2、电容C2构成第一级LC低通滤波电路，所述电感L1、电容C1构成第二级LC低通滤波电路，在运算放大器U1的前端增加的二级低通滤波电路，滤除杂波，尤其是滤出空气中的杂散电磁波；电容C3用于后续电路的耦合，待放大的特高频信号先经过二级低通滤波电路进行滤波，滤除杂波，剩下有用的局放特高频信号，然后有用的局放特高频信号经过运算放大器U1放大，得到满足信号处理要求的电信号，并通过耦合电容C3送入后续电路中去处理。经过实际调试时，准备一台示波器和一台信号发生器，信号发生器设置为频率分别为300、1500、2000MHz的正弦波，幅值为10mV经过放大电路后，观察各频率的放大效果，正确现象各频段信号均有放大而且没有失真。
综上所述，本实用新型的基于局放检测的特高频放大电路，选用TQP3M9008运算放大器芯片，放大频段为50~4000MHz，完整覆盖特高频频段300~3000MHz，频段满足要求，另外特征增益为20.6dB@1.9GHz ，噪声为1.3dB@1.9Ghz其性能满足特高频信号放大的使用需求，而且，在放大器前端设计了二级LC低通滤波电路，该此LC低通滤波电路对局放信号和放大电路的影响很小，能滤出空气中的杂散电磁波而设计，实际测试其性能满足特高频信号放大要求，并对电源电压做了纹波滤除，保证局放检测的特高频信号放大的可靠性，电路巧妙，容易实现，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.基于局放检测的特高频放大电路，其特征在于：包括运算放大器U1，所述运算放大器U1为TQP3M9008运算放大器芯片，所述运算放大器U1的射频输入端依次通过电容C1、电容C2与特高频输入端子IN相连接，所述运算放大器U1的射频输入端还通过电感L1与地相连接，所述特高频输入端子CON通过电感L2与地相连接，所述电感L2与特高频输入端子CON的连接处分别与二极管D1的正极、二极管D2的负极相连接，所述二极管D1的负极、二极管D2的正极分别与地相连，
所述运算放大器U1的射频输出端分别与电感L3的一端、电容C3的一端相连接，所述电容C3的另一端特高频放大输出端子OUT相连接，所述电感L3的另一端通过电阻R1与电源电压VCC端子相连接，所述电源电压VCC端子还分别通过电容C4、电容C5与地相连接，所述电感L3与电阻R1的连接处通过电容C6与地相连接，
所述运算放大器U1的接地端与地相连接。
2.根据权利要求1所述的基于局放检测的特高频放大电路，其特征在于：所述电源电压VCC端子外接5V电压。
3.根据权利要求1所述的基于局放检测的特高频放大电路，其特征在于：所述电容C3为耦合电容。
4.根据权利要求1所述的基于局放检测的特高频放大电路，其特征在于：所述特高频输入端子IN还与地相连接。
5.根据权利要求1所述的基于局放检测的特高频放大电路，其特征在于：所述电感L2、电容C2构成第一级LC低通滤波电路，所述电感L1、电容C1构成第二级LC低通滤波电路。
6.根据权利要求1所述的基于局放检测的特高频放大电路，其特征在于：所述二极管D1、D2的型号为BAW99。
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