基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統的制作方法

基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，包括電力線配測接入端口、電力線被測接入端口、衰減器陣列、繼電器陣列及控制裝置，衰減器陣列連接于電力線配測接入端口及電力線被測接入端口之間，每個衰減器在電力線配測接入端口和電力線被測接入端口之間形成一個獨立的雙向衰減通道；繼電器陣列與電力線配測接入端口、衰減器陣列和電力線被測接入端口連接，每2個繼電器對應設置于每個雙向衰減通道上；控制裝置與繼電器陣列連接，根據被測載波設備的頻率和預設衰減值控制繼電器陣列開/關狀態而使對應的雙向衰減通道打開或關閉。本實用新型可實現從衰減器陣列中自動選擇與被測載波設備相適配的衰減器，使用方便，自動切換，測試效率高。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及衰減網絡領域，尤其涉及一種基于繼電器陣列的多路選通衰減網 絡系統。 基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統

【背景技術】
[0002] 在載波通信模擬組網測試系統中，無論是系統功能測試還是通信單元性能測試， 都存在一個較為麻煩的問題，即關于可變衰減網絡的配置問題。
[0003] 依照電力行業及國網公司相關標準，低壓電力線載波頻段范圍應為10-500KHZ，目 前，被測載波設備供應商很多，其載波頻率、調制方式和寬帶各不相同，參照下表所示，列出 部分廠家生產被測載波設備的所采用的載波頻率。
[0004] 被測栽波設備生產廠家__載波頻率__翌_ 東軟 270KHZ________________ _Mis__42) KHz__ 福星曉程 120 KLHz__ 彌亞微 57.6/76.8/115.2 KHz 三種載頻，可編程設置 10-?50 KHz 瑞斯康 可編程控制我波領率范圍 芯瓏電子__270/421 KHz__雙信道技術_
[0005] 由于衰減網絡的頻率特性要滿足系統的頻率范圍要求，所以，結合上表可以看出， 針對不同廠家的被測載波設備或尤其組成的載波通信網路進行規范測試時，需要人工更 換對應的衰減器，另外，即使是同一廠家的模塊測試，也需要選擇不同量程的衰減器（如 20dB、40dB、60dB)，由于廠家眾多，衰減器種類、規格也很多，因而導致手動切換過程比較繁 瑣困難。 實用新型內容
[0006] 本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的人工更換衰減器繁瑣困難等問題。
[0007] 為此，本實用新型的目的在于提供一種基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系 統，實現了不同衰減器的自動選擇。
[0008] 為實現上述目的，本實用新型實施例提供的種基于繼電器陣列的多路選通衰減網 絡系統，包括與配測載波設備連接用于接入電力線載波信號的電力線配測接入端口，及用 于將衰減后的電力線載波信號輸出至被測載波設備的電力線被測接入端口；其改進在于， 還包括：
[0009] 衰減器陣列，連接于所述電力線配測接入端口及電力線被測接入端口之間，由多 個衰減器組成，且每個所述衰減器在所述電力線配測接入端口和電力線被測接入端口之間 形成一個獨立的雙向衰減通道；
[0010] 繼電器陣列，與所述電力線配測接入端口、衰減器陣列和電力線被測接入端口連 接，由2N個繼電器組成，每2個所述繼電器對應設置于每個所述雙向衰減通道上；
[0011] 控制裝置，與所述繼電器陣列連接，根據所述被測載波設備的頻率和預設衰減值 控制所述繼電器陣列開/關狀態而使對應的所述雙向衰減通道打開或關閉。
[0012] 優選地，所述控制裝置包括控制主機及微控制器；
[0013] 所述控制主機根據所述被測載波設備的頻率和預設衰減值查詢衰減值列表找到 對應的衰減器序號，并將所述衰減器序號發送至所述微控制器；
[0014] 所述微控制器根據所述衰減器序號控制所述繼電器陣列以打開對應的雙向衰減 通道并關閉其他雙向衰減通道。
[0015] 優選地，所述預設衰減值為根據所述被測載波設備所處的實際環境估算得到。
[0016] 優選地，所述預設衰減值為20dB、40dB、60dB、80dB和100dB。
[0017] 優選地，所述衰減值列表是根據同一廠家不同規格或不同廠家不同規格的所述被 測載波設備逐一測試得到，并存儲于所述控制主機中。
[0018] 優選地，所述控制主機通過RS485總線與所述微控制器連接，所述微控制器通過 并行控制總線與所述繼電器陣列連接。
[0019] 優選地，所述繼電器陣列包括由所述控制裝置控制同步動作的第一繼電器陣列及 第二繼電器陣列；
[0020] 所述第一繼電器陣列連接于所述電力線配測接入端口和衰減器陣列之間，所述第 二繼電器陣列連接于所述衰減器陣列與電力線被測接入端口之間。
[0021 ] 優選地，所述衰減器陣列的每個所述衰減器的電感值和電容值均不同。
[0022] 優選地，所述N的數值為16。
[0023] 根據本實用新型提供的基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，通過控制裝置 控制繼電器陣列中各個繼電器的開/關狀態而使對應的雙向衰減通道打開或關閉，如此， 在對不同廠家或同一廠家的不同規格被測載波設備測試時，無需人工更換對應的衰減器， 通過本實用新型即可實現從衰減器陣列中自動選擇切換至與當前測試的被測載波設備相 適配的衰減器，使用方便，自動切換，測試效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本發基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統明實施例的結構示意圖；
[0025] 圖2是本實用新型基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統實施例中繼電器陣 列與衰減器陣列內部連接關系示意圖；
[0026] 本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

【具體實施方式】
[0027] 以下將結合附圖及具體實施例詳細說明本實用新型的技術方案，以便更清楚、直 觀地理解本實用新型的實用新型實質。
[0028] 參照圖1所示，本實用新型實施例提供了基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系 統，包括電力線配測接入端口（輸入端）10、電力線被測接入端口（輸出端）20、衰減器陣列 30、繼電器陣列及控制裝置。
[0029] 其中，電力線配測接入端口 10連接至配測載波設備（圖未示出），用以實現配測端 電力線載波信號的電氣連接，電力線被測接入端口 20連接至被測載波設備（圖未示出），用 于提供被測端電力線載波信號的電氣連接。
[0030] 衰減器陣列30連接于電力線配測接入端口 10及電力線被測接入端口 20之間，用 于模擬電力線載波信號的衰減特性，實現衰減通道的雙向傳輸衰減功能。該衰減器陣列30 包含有N個衰減器，且每個衰減器相互獨立，均各不相同，在電力線配測接入端口 10和電力 線被測接入端口 20之間形成N個獨立的雙向衰減通道，該雙向衰減通道包括經由電力線配 測接入端口 10、繼電器陣列、衰減器陣列30和電力線被測接入端口 20形成的正向衰減通 道，以及經由電力線被測接入端口 20、繼電器陣列、衰減器陣列30和電力線配測接入端口 10形成的反向衰減通道。
[0031] 繼電器陣列與電力線配測接入端口 10、衰減器陣列30和電力線被測接入端口 20 連接，由2N個繼電器組成，每2個繼電器對應設置于一個雙向衰減通道上。控制裝置與繼電 器陣列連接，根據被測載波設備的頻率和預設衰減值控制繼電器陣列開/關狀態而使對應 的雙向衰減通道打開或關閉。當對應的雙向衰減通道打開時，電力線配測接入端口 10與電 力線被測接入端口 20之間傳輸的電力線載波信號即可在該雙向衰減通道按照所述預設衰 減值的衰減量進行衰減。上述預設衰減值為根據被測載波設備所處的實際環境估算得到， 該預設衰減值可以為20dB、40dB、60dB、80dB和100dB。
[0032] 在本實用新型的一個優選實施例中，控制裝置包括控制主機50及微控制器60， 控制主機50根據被測載波設備的頻率和預設衰減值查詢衰減值列表找到對應的衰減器序 號，并將該衰減器序號發送至微控制器60 ;微控制器60根據衰減器序號控制繼電器陣列以 打開對應的雙向衰減通道并關閉其他雙向衰減通道。
[0033] 在本實施例中，控制主機50可以通過RS485總線與微控制器60連接，微控制器60 可以通過并行控制總線與繼電器陣列連接。
[0034] 由于各個生產廠家的被測載波設備的載波工作頻帶是不同的，大致分布在ΙΟΚΗζ 到500KHz之間，所以各生產廠家都有針對各自被測載波設備的衰減器。為了滿足對不同的 被測載波設備進行測試，上述衰減器陣列30中的每個衰減器的規格不同，具體的，衰減器 的電感值、電容值均不同。衰減器的電感值和電容值不同，則衰減器的衰減值也就不同。本 實用新型優選的實施例中，N為16,即配置16個不同的衰減器，對應的上述衰減值列表具體 參照下表模板。
[0035] .....麗..].....?.....'.....^ I I I 器 感if 頻皁1 頻Φ 2 *·* 頻平k ν 1 輸入? ft出 U減輸入愉出 衰減輸入?輸出 衰減丨輸八|瑜出 衰減 1 (DB) i(DB) (DB) (DB) (DB) (DB) (DB)丨（DB) (DB) [ (DB) | (DB) (DB) 2 ! ! I ! 1 ^ I 1 ^I 二 ； I . i i .- N 丨 丨 ? i _I_I_I_i_I_I_I_j_1_i_j_i_|_j_?
[0036] 由上表可以看出，本實用新型中的衰減器陣列30覆蓋了 lOKHz到500KHz頻率范 圍內各頻點的不同衰減值，可以基本適應低壓窄帶電力線載波測試中對衰減器的配置需 要。
[0037] 上述衰減值列表是根據同一廠家不同規格或不同廠家不同規格的被測載波設備 逐一測試得到，并存儲于控制裝置50中。具體的，預先選擇對應的衰減器對各個不同被 測載波設備進行測試，得到各個不同衰減器在不同工作頻率下的衰減值，再將該衰減值與 對應的衰減器關聯后形成衰減值列表，再存儲在控制主機50中。其衰減頻率主要可為 100KHz、120KHz、132KHz、270KHz、350KHz、390KHz 和 421KHz，即可覆蓋市面上主要衰減器的 頻率范圍。
[0038] 在本實用新型的另一個優選實施例中，繼電器陣列包括由控制裝置控制同步動作 的第一繼電器陣列40及第二繼電器陣列41，第一繼電器陣列40連接于電力線配測接入端 口 10和衰減器陣列30之間，第二繼電器陣列41連接于衰減器陣列30與電力線被測接入端 口 20之間。第一繼電器陣列40與第二繼電器陣列41采用串聯方式，只有當第一繼電器陣 列40及第二繼電器陣列41中位于同一個雙向衰減通道中對應兩個繼電器同時動作時，該 雙向衰減通道才能夠連通，因此，可以避免采用單個繼電器陣列容易造成的誤動作等問題。
[0039] 具體的，參照圖2所示，第一繼電器陣列40中各個繼電器的觸點401連接于對應 的衰減器之前，而第二繼電器陣列41中各個繼電器的觸點411連接于對應的衰減器之后。 在對某一個被測載波設備進行測試時，第一繼電器陣列40及第二繼電器陣列41中對應的 一個繼電器在接收到微控制器60發出的控制信號后，觸點401、411閉合，而其他繼電器的 觸點401、411斷開，此時，電力線配測接入端口 10至電力線被測接入端口 20之間形成唯 一一個通路（該通路即為電力線載波信號傳輸的雙向衰減通道），位于該通路上的衰減器 的頻率特性與測試的被測載波設備頻率要求相適配，電力線配測接入端口 10的電力線載 波信號經過該通路中的衰減器后，可以進行相應衰減量的衰減，衰減后的電力線載波信號 輸出至電力線被測接入端口 20,以完成對應的電力線載波信號的衰減。
[0040] 具體選擇雙向衰減通道的過程中，控制主機50首先會根據被測載波設備的頻率 及預設衰減值，在衰減值表中找到對應的衰減器序號，并將該衰減器序號發送至微控制器 60,然后，微控制器60根據該衰減器序號發送對應的控制信號至繼電器陣列，以控制繼電 器陣列中的對應繼電器打開，而其他繼電器關閉，如此，即可在被測載波設備和配測載波設 備之間接入對應的衰減器。
[0041] 在具體應用中，利用本實用新型的系統進行測試過程具體如下：
[0042] 首先，將電力線配測接入端口 10連接至配測載波設備（圖未示出），配測載波設備 連接至控制裝置（圖未示出），該配測載波設備一般可以是抄控器、集中器及采集器等，電 力線被測接入端口 20連接至被測載波設備（圖未示出），該被測載波設備可以是無線載波 電表等。
[0043] 然后，根據被測載波設備的工作頻率及預設衰減值，選擇對應的雙向衰減通道，即 完成衰減器的選擇配置。多路選通衰減網絡系統的雙向衰減通道選擇，受控制裝置的控制。 具體的，控制主機根據被測載波設備的頻率，在衰減值表中選擇相應的衰減列，并在該衰減 列中查找與預設衰減值最為接近的衰減值，找到對應的衰減器序號。
[0044] 例如，對于東軟載波科技股份有限公司生產的產品（被測載波設備），其頻率為 270KHz，在衰減值列表中找到270KHz對應的衰減列，當預設衰減值為20dB時，控制主機50 在該列中查找與20dB最為接近的衰減值為20. 32dB，其衰減器序號為7,即在衰減值列表中 查得序號為7的衰減器在270KHz時的衰減值為20. 32dB，該衰減值20. 32dB離預設衰減值 20最為接近，所以選擇第7號衰減器接入測試系統。因此，此時控制主機50將衰減器的序 號7發送給微控制器60,微控制器60向與7號衰減器連接的繼電器發送控制信號，該繼電 器響應控制信號而閉合，同時，微控制器60控制其他繼電器呈打開狀態，藉此，電力線配測 接入端口 10至電力線被測接入端口 20之間形成一個通路（該通路即為電力線載波信號傳 輸的雙向衰減通道），對應的衰減器即可接入該通路，完成衰減器的選擇配置。
[0045] 進一步的，配測載波設備（圖未示出）發出電力信息采集命令，經由電力線配測 接入端口 10、繼電器陣列、衰減器陣列30和電力線被測接入端口 20,傳輸到被測載波設備 (圖未示出）；被測載波設備依照通信協議響應上述電力信息采集命令，并返回狀態和信息 數據。返回的數據再經由反向衰減通道即電力線被測接入端口 20、繼電器陣列、衰減器陣列 30和電力線配測接入端口 10,傳輸到配測載波設備（圖未示出）。
[0046] 最后，控制裝置讀取配測載波設備和被測載波設備之間傳輸的數據進行比較分 析，完成被測載波設備的通信傳輸成功率測試和通信協議一致性檢驗；同時，信號分析儀 (圖未示出）并接在電力線被測接入端口 20,捕獲雙向衰減通道上的電力線載波信號，實現 電力線載波信號電平、發射頻率偏移、接收靈敏度等性能指標測試。
[0047] 在本實用新型基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統中，預設衰減值為20dB、 40dB、60dB、80dB和100dB，每個預設衰減值對應相應的測試環境，每個被測載波設備均需 對上述每個預設衰減值進行模擬測試一次，即重復上述步驟。
[0048] 綜上所述，本實用新型基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，多個衰減器共 享，分布式布局，集中控制，通過控制裝置控制繼電器陣列中各個繼電器的開/關狀態而使 對應的雙向衰減通道打開或關閉；在對同一廠家或不同廠家的不同規格被測載波設備測 試時，無需人工選更換對應的衰減器，覆蓋面廣，配置方便，便于擴充；通過本實用新型即可 實現從衰減器陣列中自動選擇切換至與當前測試的被測載波設備相適配的衰減器，使用方 便，自動切換，測試效率高。
[〇〇49] 以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍， 凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運 用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【權利要求】
1. 一種基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，包括與配測載波設備連接用于接入 電力線載波信號的電力線配測接入端口，及用于將衰減后的電力線載波信號輸出至被測載 波設備的電力線被測接入端口；其特征在于，還包括： 衰減器陣列，連接于所述電力線配測接入端口及電力線被測接入端口之間，由多個衰 減器組成，且每個所述衰減器在所述電力線配測接入端口和電力線被測接入端口之間形成 一個獨立的雙向衰減通道； 繼電器陣列，與所述電力線配測接入端口、衰減器陣列和電力線被測接入端口連接，由 2N個繼電器組成，每2個所述繼電器對應設置于每個所述雙向衰減通道上； 控制裝置，與所述繼電器陣列連接，根據所述被測載波設備的頻率和預設衰減值控制 所述繼電器陣列開/關狀態而使對應的所述雙向衰減通道打開或關閉。
2. 根據權利要求1所述的基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，其特征在于，所 述控制裝置包括控制主機及微控制器； 所述控制主機根據所述被測載波設備的頻率和預設衰減值查詢衰減值列表找到對應 的衰減器序號，并將所述衰減器序號發送至所述微控制器； 所述微控制器根據所述衰減器序號控制所述繼電器陣列以打開對應的雙向衰減通道 并關閉其他雙向衰減通道。
3. 根據權利要求1或2所述的基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，其特征在于， 所述預設衰減值為根據所述被測載波設備所處的實際環境估算得到。
4. 根據權利要求3所述的基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，其特征在于，所 述預設衰減值為 20dB、40dB、60dB、80dB 和 lOOdB。
5. 根據權利要求2所述的基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，其特征在于，所 述衰減值列表是根據同一廠家不同規格或不同廠家不同規格的所述被測載波設備逐一測 試得到，并存儲于所述控制主機中。
6. 根據權利要求2所述的基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，其特征在于，所 述控制主機通過RS485總線與所述微控制器連接，所述微控制器通過并行控制總線與所述 繼電器陣列連接。
7. 根據權利要求1所述的基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，其特征在于，所 述繼電器陣列包括由所述控制裝置控制同步動作的第一繼電器陣列及第二繼電器陣列； 所述第一繼電器陣列連接于所述電力線配測接入端口和衰減器陣列之間，所述第二繼 電器陣列連接于所述衰減器陣列與電力線被測接入端口之間。
8. 根據權利要求6所述的基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，其特征在于，所 述衰減器陣列的每個所述衰減器的電感值和電容值均不同。
9. 根據權利要求8所述的基于繼電器陣列的多路選通衰減網絡系統，其特征在于，所 述N的數值為16。
【文檔編號】H04B3/54GK203883859SQ201420289344
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】鄧高峰, 鄭蕾華, 劉水, 毛華靈, 鄭萌婭, 董循景, 孫廣, 李福喜, 吳金明, 舒杰紅, 崔濤 申請人:國家電網公司, 國網江西省電力科學研究院, 深圳市友訊達科技發展有限公司