特高頻局放主動噪聲跟蹤抑制測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種局部放電特高頻信號的采集系統，尤其是特高頻局放主動噪聲跟蹤抑制測量系統。
【背景技術】
[0002]目前，公知的局部放電特高頻信號采集有兩種方式，1:以荷蘭KEMA實驗室為代表的采用的是特高頻窄帶監測，雖然可以有效地避開特高頻段無線電和移動信號干擾，但測量帶寬較窄，放電信息損失嚴重，并且因為只是監測局放信號很窄的一部分，在噪聲小的場合不如寬帶監測靈敏度高。2:Strathclyde大學采用的是特高頻寬帶監測，采集整個特高頻段的放電信號，雖然信息量豐富并且可用于現場，但對于隨機出現的特高頻段無線電和移動信號干擾無法去除，很容易引起信號的失真。特別是在背景噪聲大的場合，局放信號會被淹沒在噪聲信號中，壓根無法檢測。
[0003]寬帶、窄帶監測兩種監測方法均有各自的優點和不足，也就是監測靈敏度和抗干擾能力的矛盾。寬帶監測方式靈敏度高，但是抗干擾能力弱；窄帶監測可靈活避開各種干擾，但是監測靈敏度低。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進，提供特尚頻局放主動噪聲跟蹤抑制測量系統，以達到可靠，精準的米集局部放電特尚頻信號的目的。為此，本實用新型采取以下技術方案。
[0005]特高頻局放主動噪聲跟蹤抑制測量系統，其特征在于:包括探頭、輸入端與探頭輸出端相連的射頻功分器、輸入端與射頻功分器輸出端相連的檢波電路及混頻電路、輸入端與檢波電路及混頻電路輸出端相連的模數轉換電路、與模數轉換電路相連的處理器、與處理器相連的輸入及輸出裝置；所述的模數轉換電路設有雙路AD采樣芯片以對檢波電路及混頻電路的信號進行模數轉換。一塊板卡上同時設計兩種模擬前端，將寬帶檢波監測和窄帶混頻監測相結合。采用本振和混頻器主動跟蹤干擾信號，并將其抑制，而不是被動的過濾，解決靈敏度和抗干擾能力之間的矛盾。
[0006]作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加技術特征。
[0007]所述的檢波電路設有檢波器，所述的混頻電路設有低通濾波器，經射頻功分器功分的信號和板載本振混頻，得到與本振頻率相加減的頻域信號，再經過可編程的低通濾波器，得到與本振頻率相減的頻域信號，從將處于高頻段的局放特高頻信號搬移到中頻。
[0008]所述的處理器包括FPGA芯片，所述的FPGA芯片設有數據讀取模塊、噪聲信號頻率跟蹤模塊、寬帶信號噪聲抑制模塊。
[0009]輸入及輸出裝置包括ARM單片機；所述的處理器通過FSMC總線與ARM單片機通訊以將用戶的配置寫到FPGA中，從FPGA讀出經處理的局放特高頻信號信息。
[0010]有益效果:本技術方案采用本振和混頻器主動跟蹤干擾信號，并將其抑制；在有噪聲時，能對包含寬帶信息的AD數據進行了抑制，在無噪聲時，有獲取全部的頻段信息。解決了監測靈敏度和抗干擾性的矛盾。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的電路原理框圖。
[0012]圖2是處理器工作流程圖。
[0013]圖3是ARM單片機工作流程圖。
[0014]圖4是本實用新型干擾信號去除原理圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合說明書附圖對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型包括探頭、輸入端與探頭輸出端相連的射頻功分器、輸入端與射頻功分器輸出端相連的檢波電路及混頻電路、輸入端與檢波電路及混頻電路輸出端相連的模數轉換電路、與模數轉換電路相連的處理器、與處理器相連的輸入及輸出裝置；所述的模數轉換電路設有雙路AD采樣芯片以對檢波電路及混頻電路的信號進行模數轉換。其中，所述的檢波電路設有檢波器，所述的混頻電路設有低通濾波器，經射頻功分器功分的信號和板載本振混頻，得到與本振頻率相加減的頻域信號，再經過可編程的低通濾波器，得到與本振頻率相減的頻域信號，從將處于高頻段的局放特高頻信號搬移到中頻；所述的處理器包括FPGA芯片，所述的FPGA芯片設有數據讀取模塊、噪聲信號頻率跟蹤模塊、寬帶信號噪聲抑制模塊。輸入及輸出裝置包括ARM單片機；所述的處理器通過FSMC總線與ARM單片機通訊以將用戶的配置寫到FPGA中，從FPGA讀出經處理的局放特高頻信號信息。
[0017]如圖2所示，特高頻局放主動噪聲跟蹤抑制測量系統的工作方法包括以下步驟:
[0018]I)射頻功分器將輸入的局放特高頻信號一分為二，得到兩份完全相同的特高頻信號;
[0019]2)兩份完全相同的特高頻信號中，一份進入到檢波電路，得到全頻帶的局放特高頻信號的信息；另一份進入混頻電路，和板載本振混頻，得到與本振頻率相加減的頻域信號，再經過可編程的低通濾波器，得到與本振頻率相減的頻域信號，以將處于高頻段的局放特高頻信號搬移到中頻；
[0020]3)經檢波電路及混頻電路的信息通過同一 AD采樣芯片，進行模數轉換，雙通道AD芯片在同一時刻鎖存兩路模擬信號；
[0021]4)處理器對AD采樣芯片輸出的信息進行處理，處理器同步處理AD轉換芯片輸出的兩路數字信號，其中一路為經檢波電路處理的寬帶信息，寬帶信息為包含局放特高頻信號300M?3GHz全頻帶信息，另一路為經混頻電路處理的窄帶信息，窄帶信息為包含局放特高頻信號的設定頻帶的子帶信息，窄帶信息頻帶的中心頻率能在全頻帶信息范圍內任意移動，帶寬配置范圍為IM?100M ;先用窄帶監測模式監測，移動窄帶信息頻帶的中心頻率，逐次遞加本振頻率，對全頻帶信息進行掃頻，當監測到的信號帶寬小于300M時，則判斷該信號為干擾信號；處理器根據用戶配置的噪聲抑制比，對包含寬帶信息的AD數據進行衰減，在有噪聲時，對包含寬帶信息的AD數據進行了抑制，在無噪聲時，獲取全部的頻段信息；
[0022]5)經輸入及輸出裝置輸出經過噪聲抑制的寬帶信息。
[0023]在處理器進行處理時先對數據進行讀取步驟、噪聲信號頻率跟蹤步驟及寬帶信號噪聲抑制步驟，處理器在讀取寬帶、