專利名稱：應用于低壓集中抄表的窄帶載波衰減裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種載波衰減裝置，尤其涉及一種應用于低壓集中抄表的窄帶載波衰 減裝置。具體地說，本發明涉及對電子設備載波信號衰減的檢測，尤其涉及對低壓載波集中 抄表終端(包括集中器和采集器)及智能載波電能表的通信衰減性能的檢測。
背景技術：
目前，通用載波衰減裝置只能針對某個頻段的載波進行衰減，且不能通過程序控 制載波衰減的幅度，可擴展性較差。應用于電力低壓集中抄表系統的載波通信芯片，由于不同的生產廠家有各自不同 的載波調制頻點，且有各自不同的衰減能力。隨著近年來低壓載波集中抄表終端和智能載 波電能表的全面推廣應用，提出了對載波抄表終端和智能載波電能表的載波通信性能的檢 測。通用載波衰減裝置無法滿足低壓集中抄表的載波衰減通信性能的檢測。
發明內容
本發明的目的就在于克服現有技術存在的上述缺點和不足，提供一種應用于低壓 集中抄表的窄帶載波衰減裝置。本發明的目的是這樣實現的
本發明包括工作對象被測設備的載波信號輸入端；
設置有PC上位機、通訊電路、按鍵、控制邏輯電路、第1阻抗匹配電路、低通高阻濾波電 路、高頻衰減電路、第2阻抗匹配電路和載波信號輸出端；
PC上位機、通訊電路、控制邏輯電路和高頻衰減電路前后依次連接，按鍵和控制邏輯電 路連接，通過程序控制實現對載波信號衰減幅度的切換；
載波信號輸入端、第1阻抗匹配電路、低通高阻濾波電路、第2阻抗匹配電路和載波信 號輸出端前后依次連接，載波信號輸入端、高頻衰減電路和載波信號輸出端前后依次連接， 實現了對載波輸入信號的衰減。本發明的工作原理是 1、控制部分
PC上位機通過通訊電路發送檔位切換命令給控制邏輯電路，控制邏輯電路根據從上位 機得到的指令完成載波檔位的切換；按鍵則是由使用者和控制邏輯電路的人機交互方式， 可通過按鍵直接切換檔位。2、載波衰減部分
載波衰減部分又由低通高阻電路和高頻衰減電路組成。由于兩部分電路都有各自的幅頻特性曲線，因此兩個部分電路在組網時會互為負 載，引起整個電路幅頻特性的變化；因此在低通高阻電路的前、后又增加了第1、2阻抗匹配 電路，用于改善整個電路的組網特性。
被測設備的載波信號由工頻信號和高頻信號疊加而成。當載波信號從載波信號輸 入端通過低通高阻電路之后，工頻信號可順利通過，而高頻信號則會被衰減干凈；當載波信 號從載波信號輸入端通過高頻衰減電路后，可實現0DB、40DB、50DB、60DB、70DB或80DB六選
一的衰減。經高頻衰減后信號與工頻信號相互疊加形成載波信號輸出，從而實現了對載波輸 入信號的衰減。本發明具有下列優點和積極效果
①能程控實現載波檔位的切換，易于擴展，控制邏輯電路有較好的電氣隔離特性，能長 期可靠和穩定地工作；
②能使在80kHz IMHz的頻段范圍內的信號，實現同一檔位的衰減且誤差控制在 士 2DB。③適用于對低壓載波集中抄表終端及智能載波電能表通信衰減性能的檢測。
圖1是本發明的結構框圖； 其中
10—PC上位機； 20—通訊電路； 30—按鍵； 40—控制邏輯電路； 50—H 1阻抗匹配電路； 60—低通高阻濾波電路； 70—高頻衰減電路，
71 — Q DB 衰減， 72— 40DB 衰減， 73— 50DB 衰減， 74—60DB 衰減， 75—70DB 衰減， 76—80DB 衰減； 80—H 2阻抗匹配電路 A—載波信號輸入端； B—載波信號輸出端。圖2是專用測試軟件流程圖3是第1、2阻抗匹配電路的原理圖； 圖4是高頻衰減網絡40DB幅頻特性圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例詳細說明 一、總體
如圖1，本發明包括被測設備的載波信號輸入端A ；
設置有PC上位機10、通訊電路20、按鍵30、控制邏輯電路40、第1阻抗匹配電路50、低 通高阻濾波電路60、高頻衰減電路70、第2阻抗匹配電路80和載波信號輸出端B ； 其連接關系如下PC上位機10、通訊電路20、控制邏輯電路40和高頻衰減電路70前后依次連接，按鍵 30和控制邏輯電路40連接，通過程序控制實現對載波信號衰減幅度的切換；
載波信號輸入端A、第1阻抗匹配電路50、低通高阻濾波電路60、第2阻抗匹配電路90 和載波信號輸出端B前后依次連接，載波信號輸入端A、高頻衰減電路70和載波信號輸出端 B前后依次連接，實現了對載波輸入信號的衰減。二、功能塊 1、PC上位機10
PC上位機10是一種常用的電腦，配置有專用的測試軟件。專用測試軟件由DELPHI高 級計算機語言編寫，通過通訊電路20發送檔位切換命令給控制電路40，實現衰減檔位切換 的程序控制。專用測試軟件流程如圖2所示，包括下列步驟
①待機1；
②命令2，是則進入下一步驟，否則等待命令；
③判斷3；
④切換4。2、通訊電路20
通訊電路20由高性能ZT232電平轉換芯片組成，完成串口 232電平到TTL電平的轉換， 通訊方式可選擇RS232或RS485。主要作用實現PC上位機10中RS232串口電平與控制電路40中TTL電平的轉換。3、按鍵 30
按鍵30是一種常用按鍵。4、控制邏輯電路40
控制邏輯電路40是一種常用的模塊，由CPU、外圍隔離電路和切換電路組成，有上市產 品。當CPU接收到PC上位機10發送的命令或檢測到按鍵30的輸入信號時，經外圍隔離電 路驅動后，由切換電路完成控制邏輯功能。5、第1、2阻抗匹配電路50、80
如圖3，第1、2阻抗匹配電路50、80是一種由第1、2電感Li、L2和第1、2電容Cl、C2 組成的橋路；
第1電容Cl的兩端分別與第1、2電感Li、L2的一端連接，第2電容C2的兩端分別與 第1、2電感Li、L2的另一端連接。隨著頻率的增加呈現出不同的輸入阻抗，由容抗特性公式Rc=l/jwc，可以得到 頻率越高輸入阻抗越小。第1阻抗匹配電路50主要用于匹配低通高阻電路60，第2阻抗匹配電路80主要 用于匹配高頻衰減電路70。6、低通高阻電路60
低通高阻電路60是一種常用的濾波電路，采用兩級LC選頻電路，使50Hz的工頻信號 可以通過，阻斷電力載波的高頻信號，實現對高頻載波信號的隔離。7、高頻衰減電路70高頻衰減電路70包括相互并聯的六個模塊ODB衰減71、40DB衰減72、50DB衰減73、 60DB衰減74、70DB衰減75和80DB衰減76，由控制邏輯電路40進行六選一。上述模塊是一種二端網絡，其結構是一種常用的高通濾波電路，通過改變接入的 電阻來改變電路的頻率特性使其完成對高頻信號的衰減；在80kHz IMHz信號變化范圍 內，3 5歐姆輸入阻抗情況下，實現小于2DB誤差范圍內的衰減。通過邏輯控制電路40發來的控制信號，接入不同的衰減檔位，完成高頻載波信號 ODB、40DB、50DB、60DB、70DB、80DB 六個檔位的衰減。三、實驗情況
現以衰減40DB為例描述實驗情況，其它依此類推。1、實驗內容測量衰減裝置在40DB衰減檔位的精度。2、實驗儀器衰減裝置、TDS210示波器、AFG3201信號發生器和頻譜儀。3、測量方法
1)在衰減裝置上加入載波頻率在80kHz IMHz范圍的電壓信號，把衰減裝置切換到 40DB檔位，將載波信號從衰減裝置的載波信號輸入端A輸入并記錄數值，用示波器測量衰 減裝置的載波信號輸出端B的輸出信號幅度并記錄數值，計算測量結果。2)在阻抗匹配的情況下，用頻譜儀繪制出衰減裝置的幅頻特性曲線與測量結 果進行比對。4、測量過程
1)將信號發生器調節到輸出阻抗為10 Ω，設置峰峰值為3. 33個VPP。2)用示波器分別測量出進入衰減裝置的載波信號峰峰值和經衰減后的載波信號 峰峰值，如表1所示
從SOkHz-IMHz輸入信號為(計算公式201og輸出/輸入) 表權利要求
一種應用于低壓集中抄表的窄帶載波衰減裝置，包括被測設備的載波信號輸入端(A)；其特征在于設置有PC上位機(10)、通訊電路(20)、按鍵(30)、控制邏輯電路(40)、第1阻抗匹配電路(50)、低通高阻濾波電路(60)、高頻衰減電路(70)、第2阻抗匹配電路(80)和載波信號輸出端(B)；PC上位機(10)、通訊電路(20)、控制邏輯電路(40)和高頻衰減電路(70)前后依次連接，按鍵(30)和控制邏輯電路(40)連接，通過程序控制實現對載波信號衰減幅度的切換；載波信號輸入端A、第1阻抗匹配電路(50)、低通高阻濾波電路(60)、第2阻抗匹配電路(90)和載波信號輸出端(B)前后依次連接，載波信號輸入端(A)、高頻衰減電路(70)和載波信號輸出端(B)前后依次連接，實現了對載波輸入信號的衰減。
2.按權利要求1所述的載波衰減裝置，其特征在于所述的第1、2阻抗匹配電路(50、80)是一種均由第1、2電感(Li、L2)和第1、2電容 (C1、C2)組成的橋路；第1電容(Cl)的兩端分別與第1、2電感(L1、L2)的一端連接，第2電容(C2)的兩端分 別與第1、2電感(L1、L2)的另一端連接。
3.按權利要求1所述的載波衰減裝置，其特征在于所述的高頻衰減電路70包括相互并聯的六個模塊ODB衰減(71)、40DB衰減(72)、50DB 衰減(73)、60DB 衰減(74)、70DB 衰減(75)和 80DB 衰減(76)；上述模塊是一種二端網絡，其結構是一種高通濾波電路。
全文摘要
本發明公開了一種應用于低壓集中抄表的窄帶載波衰減裝置，涉及一種載波衰減裝置。本發明的結構是PC上位機、通訊電路、控制邏輯電路和高頻衰減電路前后依次連接，按鍵和控制邏輯電路連接，通過程序控制實現對載波信號衰減幅度的切換；載波信號輸入端、第1阻抗匹配電路、低通高阻濾波電路、第2阻抗匹配電路和載波信號輸出端前后依次連接，載波信號輸入端、高頻衰減電路和載波信號輸出端前后依次連接，實現了對載波輸入信號的衰減。本發明能程控實現載波檔位的切換，易于擴展，能長期可靠和穩定地工作；能在80kHz～1MHz的頻段范圍內的信號實現統同一檔位的衰減；適用于對低壓載波集中抄表終端及智能載波電能表的通信衰減性能的檢測。
文檔編號H04B3/48GK101944936SQ201010273110
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月6日 優先權日2010年9月6日
發明者傅士冀, 吳佳, 夏水斌, 李鵬賓, 陳俊 申請人:湖北省電力試驗研究院