CN209373041U - 一种随机共振放大器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种随机共振放大器，包括加法器电路、混频处理电路、随机共振处理单元；所述加法器电路的输入端用于输入待测信号和高斯白噪声，加法器电路的输出端接混频处理电路的输入端，混频处理电路的输出端接随机共振处理单元的输入端，同时将载波信号输入混频处理电路中；所述随机共振处理单元输出处理信号。本实用新型能在高强度的噪声当中检测局部放电信号，将高频率信号转换为低频率信号。本实用新型适用于检测信号领域。

Description

一种随机共振放大器
技术领域
本实用新型涉及信号检测电路领域，更具体的，涉及一种随机共振放大器。
背景技术
局部放电试验具有较高的灵敏度，对于高压电气设备，通过局部放电测量可以及时发现绝缘中的薄弱环节，防止设计与制造工艺上的差错及材料的使用不当，是鉴别产品绝缘或设备运行可靠性的一种重要方法，它能发现耐压试验无法发现的设备缺陷。局部放电试验是当前电力设备预防性试验的重要项目之一。
在进行GIS或者开关柜等设备的局放测试中，因为工作现场容易被电磁干扰，如无线电、灯管闪烁、现场施工、地铁干扰等的影响，产生了高强度的噪声，往往湮没了真实的局部放电信号，所以测试往往会不准确。甚至很多时候设备已经产生了局部放电，试验人员却无法采用局部放电测试仪进行测试。而当前已经有很多方法和仪器对局放信号的去噪进行了研究，但都无法很好的解决高强度噪声的问题。因此一种用于改善局部放电信号信噪比关系的测试电路。
实用新型内容
本实用新型为了解决在高强度噪声下能准确检测放电信号的问题，提供了一种随机共振放大器，其具有操作简单，提高生产效率的特点。
为实现上述本实用新型目的，采用的技术方案如下：一种随机共振放大器，其特征在于：包括加法器电路、混频处理电路、随机共振处理单元；所述加法器电路的输入端用于输入待测信号和高斯白噪声，加法器电路的输出端接混频处理电路的输入端，混频处理电路的输出端接随机共振处理单元的输入端，同时将载波信号输入混频处理电路中；所述随机共振处理单元输出处理信号。
优选地，所述随机共振处理单元包括加法器电路、积分电路、第一放大器、第二放大器、第一乘法器、第二乘法器、反相器；所述混频后的信号输入加法器电路中进行处理，所述的加法器电路的输出端接积分电路的输入端，积分电路的输出端同时与第一乘法器的输入端、第二乘法器的输入端、反相器的输入端连接；所述反相器的输出端输出处理后的信号，同时反相器的输出端与第二放大器的输入端连接；所述第二放大器的输出端与加法器电路进行连接；所述第一乘法器的输出端与第二乘法器的输入端连接；所述第二乘法器的输出端与第一放大器的输入端连接；所述第一放大器的输出端与加法器电路的进行连接。
优选地，所述积分电路包括电阻R1、电阻R2、电容C、运算放大器LM411；所述电阻R1的一端同时接混频处理电路的输出端、第一放大器的输出端、第二放大器的输出端；电阻R1的另一端同时接电容C的一端、运算放大器LM411的负输入端；所述电容C的另一端接运算放大器LM411的输出端；电阻R2的一端接地，另一端接运算放大器LM411的正输入端。
优选地，所述反相器包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、运算放大器LM411；所述电阻R3的一端接积分电路的输出端，电阻R3的另一端同时接运算放大器LM411的负输入端、电阻R4的一端；所述电阻R4的另一端接运算放大器LM411的输出端；所述运算放大器LM411的输出端输出信号、同时接第二放大器的输入端；所述运算放大器LM411的正输入端通过电阻R5接地。
优选地，所述混频处理电路包括四象限模拟乘法器AD734、低通滤波电路、运算放大器LM411以及外围电路、耦合电容；所述四象限模拟乘法器AD734通过耦合电容与运算放大器LM411；所述四象限模拟乘法器AD734接低通滤波电路；所述运算放大器LM411以及外围电路构成差分输入放大器。
本实用新型的有益效果如下：本实用新型能通过混频处理电路将高频信号调制成低频信号，再将信号传输到随机共振处理单元中处理；将大频率信号进行转换变为适用随机共振的低频率小信号，从而达到局放微弱信号的检测。
附图说明
图1是随机共振放大器原理图。
图2是随机共振处理单元的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做详细描述。
实施例1
如图1所示，一种随机共振放大器，其特征在于：包括加法器电路、混频处理电路、随机共振处理单元；所述加法器电路的输入端用于输入待测信号和高斯白噪声，加法器电路的输出端接混频处理电路的输入端，混频处理电路的输出端接随机共振处理单元的输入端，同时将载波信号输入混频处理电路中；所述随机共振处理单元输出处理信号。
如图2所示，所述随机共振处理单元包括加法器电路、积分电路、第一放大器、第二放大器、第一乘法器、第二乘法器、反相器；所述混频后的信号输入加法器电路中进行处理，所述的加法器电路的输出端接积分电路的输入端，积分电路的输出端同时与第一乘法器的输入端、第二乘法器的输入端、反相器的输入端连接；所述反相器的输出端输出处理后的信号，同时反相器的输出端与第二放大器的输入端连接；所述第二放大器的输出端与加法器电路进行连接；所述第一乘法器的输出端与第二乘法器的输入端连接；所述第二乘法器的输出端与第一放大器的输入端连接；所述第一放大器的输出端与加法器电路的进行连接。
本实施例信号y(t)和噪声混合在一起加入混频处理电路中，混频处理电路的输出端接信号发生器，再由积分器、加法器、反相器、乘法器和放大器构成非线性双稳态系统。在此双稳态系统中，有2个倍数可调的放大器，分别是第一放大器、第二放大器，放大倍数分别为b、a，设积分器的输出为-x，经过第一乘法器后输出k1x2，再经过第二乘法器后输出为-k1k2x2，则第一放大器的输出为-bk1k2x3，积分器经过反相器，再经过第二放大器输出ax，此系统可用数学模型表示为：
x＝∫{[ax-bk1k2x3+xn(t)]*y(t)}dt
本实施例所述积分电路包括电阻R1、电阻R2、电容C、运算放大器LM411；所述电阻R1的一端同时接混频处理电路的输出端、第一放大器的输出端、第二放大器的输出端；电阻R1的另一端同时接电容C的一端、运算放大器LM411的负输入端；所述电容C的另一端接运算放大器LM411的输出端；电阻R2的一端接地，另一端接运算放大器LM411的正输入端。所示积分电路的原理的基于电容的充放电过程。此积分电路的输入信号来自3个方面，分别是混频处理电路的输出信号，第一放大器、第二放大器的输出信号。因此该电路实现对这3路叠加信号积分。
由于积分电路输出信号为-x，为了得到+x。应将积分器的输出信号进行一次反向运算。本实施例所述反相器包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、运算放大器LM411；所述电阻R3的一端接积分电路的输出端，电阻R3的另一端同时接运算放大器LM411的负输入端、电阻R4的一端；所述电阻R4的另一端接运算放大器LM411的输出端；所述运算放大器LM411的输出端输出信号、同时接第二放大器的输入端；所述运算放大器LM411的正输入端通过电阻R5接地。运算放大器LM411以及外围电阻构成反向运算放大电路。
本实施例所述混频处理电路包括四象限模拟乘法器AD734、低通滤波电路、运算放大器LM411以及外围电路、耦合电容；所述四象限模拟乘法器AD734通过耦合电容与运算放大器LM411；所述四象限模拟乘法器AD734接低通滤波电路；所述运算放大器LM411以及外围电路构成差分输入放大器。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种随机共振放大器，包括加法器电路、混频处理电路、随机共振处理单元；所述加法器电路的输入端用于输入待测信号和高斯白噪声，加法器电路的输出端接混频处理电路的输入端，混频处理电路的输出端接随机共振处理单元的输入端，同时将载波信号输入混频处理电路中；所述随机共振处理单元输出处理信号；其特征在于：
所述随机共振处理单元包括加法器电路、积分电路、第一放大器、第二放大器、第一乘法器、第二乘法器、反相器；所述混频后的信号输入加法器电路中进行处理，所述的加法器电路的输出端接积分电路的输入端，积分电路的输出端同时与第一乘法器的输入端、第二乘法器的输入端、反相器的输入端连接；所述反相器的输出端输出处理后的信号，同时反相器的输出端与第二放大器的输入端连接；所述第二放大器的输出端与加法器电路进行连接；所述第一乘法器的输出端与第二乘法器的输入端连接；所述第二乘法器的输出端与第一放大器的输入端连接；所述第一放大器的输出端与加法器电路的进行连接。
2.根据权利要求1所述的随机共振放大器，其特征在于：所述积分电路包括电阻R1、电阻R2、电容C、运算放大器LM411；所述电阻R1的一端同时接混频处理电路的输出端、第一放大器的输出端、第二放大器的输出端；电阻R1的另一端同时接电容C的一端、运算放大器LM411的负输入端；所述电容C的另一端接运算放大器LM411的输出端；电阻R2的一端接地，另一端接运算放大器LM411的正输入端。
3.根据权利要求2所述的随机共振放大器，其特征在于：所述反相器包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、运算放大器LM411；所述电阻R3的一端接积分电路的输出端，电阻R3的另一端同时接运算放大器LM411的负输入端、电阻R4的一端；所述电阻R4的另一端接运算放大器LM411的输出端；所述运算放大器LM411的输出端输出信号、同时接第二放大器的输入端；所述运算放大器LM411的正输入端通过电阻R5接地。
4.根据权利要求3所述的随机共振放大器，其特征在于：所述混频处理电路包括四象限模拟乘法器AD734、低通滤波电路、运算放大器LM411以及外围电路、耦合电容；所述四象限模拟乘法器AD734通过耦合电容与运算放大器LM411；所述四象限模拟乘法器AD734接低通滤波电路；所述运算放大器LM411以及外围电路构成差分输入放大器。
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