一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置及方法制造方法及图纸

技术编号:14652722 阅读:107 留言:0更新日期:2017-02-16 15:27
本发明专利技术涉及一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置及方法,其装置包括纹波信号提取电路、参考信号电路和测量电路,所述纹波信号提取电路和参考信号电路分别与所述测量电路连接。本发明专利技术的一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置及方法,采用锁相放大电路进行测量,参考信号取自变压器或开关电源振荡器,检测灵敏度和抗干扰能力强,能够测量微伏或亚微伏级别的纹波及高次谐波电压,非常方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流稳压电源检测
,尤其涉及一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置及方法
技术介绍
电源纹波和噪声电压是衡量直流稳压电源品质的重要参数,纹波和噪声会影响电子系统的性能,造成电子系统故障,甚至危及生命财产安全。目前电源的纹波及谐波,主要有以下几种测量方法:第一,使用交流电压表进行测量,此方法存在环境干扰大,不同交流电压表频带范围不同,也影响测量结果。灵敏度只能达到百微伏左右,无法测量纹波的各阶谐波;第二,使用示波器进行测量,此方法测试系统易受地环路的影响,内部和外部噪声混合在一起,小于示波器分辨率的纹波电压测量不到,一般只能测量毫伏级的纹波;第三,使用差分式放大器,同样无法测量纹波的各阶谐波。目前所应用的纹波测量方法大多只能测量到mV量级,少数能够测量到μV量级的方法过程十分繁琐,且存在很多问题。随着科技发展,系统供电越来越低,纹波的影响越来越大,以前的纹波检测方法很难满足现有的需要,为此,需要开发一种更有效的直流稳压电源纹波检测装置,来适应新的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置及方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置,包括纹波信号提取电路、参考信号电路和测量电路,所述纹波信号提取电路和参考信号电路分别与所述测量电路连接。所述纹波信号提取电路用于提取直流稳压电源的输出的交变信号,并将其作为被测信号;所述参考信号电路用于为所述测量电路提供特定频率的参考信号;并通过所述测量电路检测所述被测信号中与所述参考信号频率相同的纹波信号以及频率为所述参考信号频率整数倍的谐波信号。本专利技术的有益效果是:本专利技术的一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置,参考信号取自变压器或开关电源振荡器检测灵敏度和抗干扰能力强,能够测量微伏或亚微伏级别的纹波及高次谐波电压,非常方便。在上述技术方案的基础上,本专利技术还可以做如下改进:进一步:所述纹波信号提取电路采用隔直电路,其高通频率低于50Hz。上述进一步方案的有益效果是:通过所述隔直电路取出直流稳压电源输出的电压,并对直流稳压电源输出的信号进行滤波,滤除其中的直流成分,最后输出被测信号,提高输出信号的质量,便于后续提高检测结果的准确性。进一步:所述直流稳压电源为线性电源。进一步:所述参考信号电路包括变压器T1、稳压供电电路和第一参考信号调理电路,所述变压器T1的初级线圈的两端与外部市电连接,且初级线圈的两端还与待测直流稳压电源的交流供电输入端对应连接,待测直流稳压电源的输出端通过所述纹波信号提取电路与所述测量电路的输入端连接,所述变压器T1的次级线圈的两端与所述稳压供电电路的两个输入端连接,次级线圈的两端还与所述第一参考信号调理电路的两个信号输入端对应连接,所述稳压供电电路与所述第一参考信号调理电路连接并为其提供电源,所述第一参考信号调理电路的输出端与所述测量电路的参考输入端连接。上述进一步方案的有益效果是:由于直流线性电源的纹波由工频信号及其谐波产生,所以当直流电压电源为线性电源时,采用直接从市电中得到的工频信号,经过一系列变换处理后得到与工频完全同频的、且所述测量电路可用的信号作为参考信号,这样后续测量电路可准确的测量出纹波中的工频信号,并准确的分离出其余纹波信号。进一步:所述直流稳压电源为线性电源或开关电源。进一步:所述参考信号电路还包括第二参考信号调理电路,待测直流稳压电源中高频振荡器的输出端与所述第二参考信号调理电路的输入端连接,所述第一参考信号调理电路和第二参考信号调理电路的输出端通过选择开关K与所述测量电路的参考输入端连接,所述稳压供电电路与所述第二参考信号调理电路连接并为其提供电源。上述进一步方案的有益效果是:由于直流开关电源的纹波由其内部开关器产生,所以要得到内部开关电路的频率,再转换成为测量电路可用的参考信号,才能从纹波信号中检测出开关电源的纹波。通过从所述开关电源的高频振荡器取出并经过所述第二参考信号调整电路调整和处理,并通过所述开关K切换,就可以从待测直流稳压电源输出的信号中检测出开关电源的纹波或者从待测直流稳压电源输出的信号中检测出工频信号的纹波。本专利技术还提供了一种,直流稳压电源微弱纹波电压检测方法,包括如下步骤:步骤1:将待测直流稳压电源的输出信号进行隔直处理,并将处理后的信号作为被测信号;步骤2:将参考信号电路输出的参考信号输出至测量电路,并通过所述测量电路检测所述被测信号中与所述参考信号频率相同的纹波信号以及频率为所述参考信号频率整数倍的谐波信号。附图说明图1为本专利技术的一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置结构示意图;图2为本专利技术的纹波信号提取电路的电路图;图3为本专利技术的测量电路的电路图;图4为本专利技术实施例一的参考信号电路的电路图;图5为本专利技术的第一参考信号调理电路的电路图;图6为本专利技术实施例二的参考信号电路的电路图;图7为本专利技术的一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测方法流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本专利技术,并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示,一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置,包括纹波信号提取电路、参考信号电路和测量电路,所述纹波信号提取电路和参考信号电路分别与所述测量电路连接。其中,所述纹波信号提取电路用于提取直流稳压电源的输出的交变信号,并将其作为被测信号;所述参考信号电路用于为所述测量电路提供特定频率的参考信号;所述测量电路用于检测所述被测信号中与所述参考信号频率相同的纹波信号以及频率为所述参考信号频率整数倍的谐波信号。本实施例中,所述纹波信号提取电路采用隔直电路,其高通频率低于50Hz。如图2所示,本实施例中,所述隔直电路包括电阻R1、电阻R2和电容C1,所述电阻R1的两端分别与直流稳压电源的两端一一对应连接,所述电阻R2和电容C1串联后再并联在所述电阻R1的两端,且所述电阻R2的两端作为被测信号的输出端与所述测量电路连接。通过所述电阻R1去除直流稳压电源输出的电压,并通过所述电容C1可以对直流稳压电源输出的信号进行滤波,滤除其中的直流成分,最后通过所述电阻R2输出被测信号,提高输出信号的质量,便于后续提高检测结果的准确性。如图3所示,本实施例中,所述测量电路采用锁相放大电路,其包括前置放大器、相敏检波器、低通滤波器、直流放大器和相移器,所述纹波信号提取电路与所述前置放大器连接,所述前置放大器、相敏检波器、低通滤波器和直流放大器顺次连接,所述参考信号电路与所述相移器连接。通过上述自构的所述锁相放大电路,一方面可以降低成本,另一方面所述锁相放大电路具有极佳的灵敏度和抗干扰能力。如图4所示,优选地,所述参考信号电路包括变压器T1、稳压供电电路和第一参考信号调理电路,所述变压器T1的初级线圈的两端与外部市电连接,且初级线圈的两端还与待测直流稳压电源的两个输入端对应连接,待测直流稳压电源的输出端通过所述纹波信号提取电路与所述测量电路的输入端连接,所述变压器T1的次级线圈的两端与所述稳压供电电路的交流供电输入端连接,次级线圈的两端还与所述第一参考信号调理电路的两个信号输入端对应连接,所述稳压供电电路与所述第一参考信号调理电本文档来自技高网...
一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置及方法

【技术保护点】
一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置,其特征在于:包括纹波信号提取电路、参考信号电路和测量电路,所述纹波信号提取电路和参考信号电路分别与所述测量电路连接;所述纹波信号提取电路用于提取待测直流稳压电源的输出的交变信号,并将其作为被测信号;所述参考信号电路用于为所述测量电路提供特定频率的参考信号;所述测量电路用于检测所述被测信号中与所述参考信号频率相同的纹波信号以及频率为所述参考信号频率整数倍的谐波信号。

【技术特征摘要】
1.一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置,其特征在于:包括纹波信号提取电路、参考信号电路和测量电路,所述纹波信号提取电路和参考信号电路分别与所述测量电路连接;所述纹波信号提取电路用于提取待测直流稳压电源的输出的交变信号,并将其作为被测信号;所述参考信号电路用于为所述测量电路提供特定频率的参考信号;所述测量电路用于检测所述被测信号中与所述参考信号频率相同的纹波信号以及频率为所述参考信号频率整数倍的谐波信号。2.根据权利要求1所述一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置,其特征在于:所述纹波信号提取电路采用隔直电路,其高通频率低于50Hz。3.根据权利要求1所述一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置,其特征在于:所述测量电路采用锁相放大电路。4.根据权利要求1所述一种直流稳压电源微弱纹波及谐波电压检测装置,其特征在于:所述参考信号电路包括变压器T1、稳压供电电路和第一参考信号调理电路,所述变压器T1的初级线圈的两端与外部市电连接,且初级线圈的两端还与待测直流稳压电源的交流供电输入端对应连接,待测直流稳压电源的输出端通过所述纹波信号提取电路与所述测量电路的输入端连接,所述变压器T1的次级线圈的两端与所述稳压供电电路的两个输入端连接,次级线圈的两端还与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员:安虹宇杨勇王华俊杨文璐杨远聪
申请(专利权)人:中国地质大学武汉
类型:发明
国别省市:湖北;42

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