针对不同频率载波信号通信性能的检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种针对不同频率载波信号通信性能的检测系统，其包括耦合模块、频率检测及选择模块、带通滤波电路、选择开关ZK、若干继电器和频谱仪，通过耦合模块耦合出高频载波信号，起到50 Hz工频隔离的作用，减少衰减低频噪声及干扰信号，对高频载波信号提供尽可能小的衰减及线性幅频、相频特性；通过频率检测及选择电路首先检测载波信号频率并显示，同时利用控制及数据处理单元驱动选择开关ZK和相应继电器选择对应频率的带通滤波电路提取高频信号，最终输出至频谱仪进行通信性能分析，能够及时有效地分析和判断出低压集抄现场调试或检修中出现的载波通信问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种针对不同频率载波信号通信性能的检测系统，属于电力载波信号检测领域。
技术介绍
电力线载波通信设备的通信性能将直接影响到采集系统的整体性能，当前低压电力线载波通信的客观环境非常复杂，因此现场分析载波设备通信性能显得尤为重要，必须对其通信能力进行相关的测试和要求，以保证通信系统的正常运行。低压电力线载波设备在结构设计上普遍采用设备与载波通信模块独立设计，载波通信模块可以单独插拔和更换，即同一设备可以分别配置不同厂家的载波通信模块，同一厂家的载波通信模块亦可配置在不同厂家的设备上使用，目前河北南网载波模块厂家较多，且中心频率有三种即132kHz、300 kHz和421 kHz。低压电力网络中存在大量不同的用电设备，各用电设备不同程度上产生一定的干扰并串入到电力网络中，对于现场的载波通信来说，将不可避免地面临复杂的噪声干扰，所以电力线路噪声干扰是影响低压电力线载波信道传输性能的重要原因。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供了一种及时有效分析和判断低压集抄现场调试或检修中出现的载波通信问题的针对不同频率载波信号通信性能的检测系统。本技术所采用的技术方案如下：针对不同频率载波信号通信性能的检测系统，其包括耦合模块、频率检测及选择模块、带通滤波电路、选择开关ZK、若干继电器和频谱仪；所述耦合模块的输入端接在电力线网络中，所述耦合模块的输出端接频率检测及选择模块的输入端，所述频率检测及选择模块的选择频率输出端口接选择开关ZK动臂的固定端，所述选择开关ZK动臂对应的各待选触点分别经各所述继电器的线圈接地，各所述继电器的常开触点分别和相应的带通滤波电路串联且接入带通滤波电路的输入端，所述带通滤波电路的输出端接频谱仪的输入端，所述继电器的数量和所述带通滤波电路的数量相匹配。进一步的，所述检测系统还包括频率显示器，所述频率检测及选择模块的视频输出端接入频率显示器。进一步的，所述耦合模块中的原边低压线圈为高频载波信号线，所述耦合模块中的副边高压线圈为电力线网络中电力线导线。进一步的，所述频率检测及选择模块包括控制及数据处理部分、扫频信号源和放大整形部分；所述控制及数据处理部分用于逻辑控制、数据处理和显示，并控制所述扫频信号源产生频率和持续时间可控的正弦激励信号，所述放大整形部分对所述扫频信号源产生的正弦激励信号放大、整形、检波并转换成数字信号返回所述控制及数据处理部分，所述控制及数据处理部分上设有所述选择频率输出端口。进一步的，所述控制及数据处理部分包括单片机，所述扫频信号源包括DDS扫频信号源和低通滤波器，所述放大整形部分包括功率放大器、整形电路、跟随器、有源滤波器和A/D转换器；所述单片机的能控输出端接DDS扫频信号源的能控输入端，所述DDS扫频信号源的信号输出端接低通滤波器的信号输入端，所述低通滤波器的信号输出端接功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端接入被测的所述电力线网络中，所述耦合模块感应到所述电力线网络中的信号输入整形电路中，所述整形电路的输出端依次经跟随器、有源滤波器和A/D转换器接入单片机的相应数字接口，所述单片机上设有所述选择频率输出端口。进一步的，所述单片机的型号为AT89C52。本技术的有益效果如下：本系统包括耦合模块、频率检测及选择模块、带通滤波电路、选择开关ZK、若干继电器和频谱仪，通过耦合模块耦合出高频载波信号，同时起到50 Hz工频隔离的作用，并尽可能地减少衰减低频噪声及干扰信号，而对高频载波信号提供尽可能小的衰减及线性幅频、相频特性；通过频率检测及选择电路首先检测载波信号频率并显示，同时利用控制及数据处理单元驱动选择开关ZK和相应继电器选择对应频率的带通滤波电路进行高频信号的提取，最终输出至频谱仪进行通信性能分析。通过对原边低压电力线上的高频载波信号进行采样分析实现通信性能测试功能，可以帮助现场技术人员分析和判断低压集抄现场调试或检修中出现的载波通信问题，同时简化现场复杂、繁琐的数据采集分析工作，协助技术人员更加有效的寻找问题的根源。附图说明图1为本技术中检测系统的结构原理框图。图2为本技术中耦合模块的电路原理图。图3为本技术中频率检测及通道选择电路的结构块图。图4为本技术中提取中心频率为132 kHz的带通滤波电路的电路原理图。图5为本技术中提取中心频率为300kHz的带通滤波电路的电路原理图。图6为本技术中提取中心频率为421kHz的带通滤波电路的电路原理图。具体实施方式下面结合图1~图6和实施例对本技术做进一步的描述。如图1-图6所示，本实施例包括耦合模块、频率检测及选择模块、带通滤波电路、选择开关ZK、继电器KR1~继电器KR3和频谱仪；所述耦合模块的输入端接在电力线网络中，所述耦合模块的输出端接频率检测及选择模块的输入端，所述频率检测及选择模块的选择频率输出端口接选择开关ZK动臂的固定端，所述选择开关ZK动臂对应的各待选触点分别经所述继电器KR1~继电器KR3的线圈接地，所述继电器KR1~继电器KR3的常开触点分别和相应的带通滤波电路串联且接入带通滤波电路的输入端，所述带通滤波电路的输出端接频谱仪的输入端。本实施例中选取的带通滤波电路供3路，分别用于提取中心频率为132 kHz、300 kHz和421 kHz，且带宽为30 kHz的载波，所述继电器的数量和所述带通滤波电路的数量相匹配。进一步的，所述检测系统还包括频率显示器，所述频率检测及选择模块的视频输出端接入频率显示器。进一步的，所述耦合模块中的原边低压线圈为高频载波信号线，所述耦合模块中的副边高压线圈为电力线网络中电力线导线。进一步的，所述频率检测及选择模块包括控制及数据处理部分、扫频信号源和放大整形部分；所述控制及数据处理部分用于逻辑控制、数据处理和显示，并控制所述扫频信号源产生频率和持续时间可控的正弦激励信号，所述放大整形部分对所述扫频信号源产生的正弦激励信号放大、整形、检波并转换成数字信号返回所述控制及数据处理部分，所述控制及数据处理部分上设有所述选择频率输出端口。进一步的，所述控制及数据处理部分包括单片机，所述扫频信号源包括DDS扫频信号源和低通滤波器，所述放大整形部分包括功率放大器、整形电路、跟随器、有源滤波器和A/D转换器；所述单片机的能控输出端接DDS扫频信号源的能控输入端，所述DDS扫频信号源的信号输出端接低通滤波器的信号输入端，所述低通滤波器的信号输出端接功率放大器的输入端，所述功率放大器的输出端接入被测的所述电力线网络中，所述耦合模块感应到所述电力线网络中的信号输入整形电路中，所述整形电路的输出端依次经跟随器、有源滤波器和A/D转换器接入单片机的相应数字接口，所述单片机上设有所述选择频率输出端口。进一步的，所述单片机的型号为AT89C52。本实施例中各组成部分的工作原理如下：1.耦合模块为了能够在准确地测量低压电力线上的噪声分量的同时有效地隔离50Hz工频信号，以防对测试设备造成损坏，设计了信号耦合模块。本耦合模块具有以下特点：1）较宽的工作带宽，能够提取10kHz~5MHz之间的噪声信号；2）较好的带内平坦度；3）对50Hz工频信号具有良好的隔离效果。如图2所示，本耦合模块为互感线圈式耦合，又称变压器耦合，是基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对不同频率载波信号通信性能的检测系统，其特征在于：其包括耦合模块、频率检测及选择模块、带通滤波电路、选择开关ZK、若干继电器和频谱仪；所述耦合模块的输入端接在电力线网络中，所述耦合模块的输出端接频率检测及选择模块的输入端，所述频率检测及选择模块的选择频率输出端口接选择开关ZK动臂的固定端，所述选择开关ZK动臂对应的各待选触点分别经各所述继电器的线圈接地，各所述继电器的常开触点分别和相应的带通滤波电路串联且接入带通滤波电路的输入端，所述带通滤波电路的输出端接频谱仪的输入端；所述继电器的数量和所述带通滤波电路的数量相匹配。

【技术特征摘要】
1.一种针对不同频率载波信号通信性能的检测系统，其特征在于：其包括耦合模块、频率检测及选择模块、带通滤波电路、选择开关ZK、若干继电器和频谱仪；所述耦合模块的输入端接在电力线网络中，所述耦合模块的输出端接频率检测及选择模块的输入端，所述频率检测及选择模块的选择频率输出端口接选择开关ZK动臂的固定端，所述选择开关ZK动臂对应的各待选触点分别经各所述继电器的线圈接地，各所述继电器的常开触点分别和相应的带通滤波电路串联且接入带通滤波电路的输入端，所述带通滤波电路的输出端接频谱仪的输入端；所述继电器的数量和所述带通滤波电路的数量相匹配。2.根据权利要求1所述的针对不同频率载波信号通信性能的检测系统，其特征在于：其还包括频率显示器，所述频率检测及选择模块的视频输出端接入频率显示器。3.根据权利要求1所述的针对不同频率载波信号通信性能的检测系统，其特征在于：所述耦合模块中的原边低压线圈为高频载波信号线，所述耦合模块中的副边高压线圈为电力线网络中电力线导线。4.根据权利要求1~3任一所述的针对不同频率载波信号通信性能的检测系统，其特征在于：所述频率检测及选择模块包括控制及数据处理部分、扫频信号源和放大整形部...

【专利技术属性】
技术研发人员：石振刚，史轮，任鹏，耿建坡，李飞，徐建云，
申请(专利权)人：国网河北省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，河北省电力建设调整试验所，
类型：新型
国别省市：河北;13