一种具有强抗干扰能力和快速处理能力的数据预处理电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有强抗干扰能力和快速处理能力的数据预处理电路，涉及能源互联网优化调度中的信号处理领域；包括依次连接的改进的降噪电路、改进的数据平滑处理电路、A/D转换电路；对传统的数据预处理模块进行了改进，设计了一个具有强抗干扰能力，在高温条件下可以高精度运行，经过多级平滑处理，模数转化精度和速度都表现优秀的数据预处理电路；以使采集到的数据经过该部分后，可以适应精度要求高并且快速收敛的分布式优化算法。要求高并且快速收敛的分布式优化算法。要求高并且快速收敛的分布式优化算法。

【技术实现步骤摘要】
一种具有强抗干扰能力和快速处理能力的数据预处理电路


[0001]本技术涉及能源互联网优化调度中的信号处理领域，尤其涉及一种具有强抗干扰能力和快速处理能力的数据预处理电路。

技术介绍

[0002]传统能源的生产和消耗以煤，石油等化石能源为主，化石能源会对环境造成巨大的影响，并且化石能源的消耗越来越大。开发高效、可持续、清洁的新型能源利用体系是解决当前世界能源危机和环境污染问题的有效途径之一。但是传统能源有较强的随机性，受外界变化的影响较大。在此背景下，能源互联网应运而生，应对变化速度快的新能源，需要一套精准且反应速度快的数据处理装置，可以应对这种复杂的能源结构。
[0003]现有的能源控制方法多是基于集中式方法，这种控制方法依赖性强。所有的计算任务都必须在集中式控制器中实现，这种能源控制方式会使集中式处理器面临着巨大的计算负担和成本。若集中控制器有故障，则无法得到最优的计算结果，可靠性差。分布式是一种新的解决方法。能源互联网在能源控制构建要求考虑每个能源装置和各能源网络在能源生产、传输和消费过程中的内在机理、运行特点、多种操作约束，网络约束，多能流的相互转化过程和耦合特征等。不同的能源网络中存在强耦合，那么能量控制问题在建模、算法设计和理论分析等方面更加复杂和困难。当面对多变的能源时，无法得到精准的信号，信号容易受到外界多种原因的干扰，并且处理速度慢，无法适应能源互联网信息采集的需求。
[0004]传统的数据预处理，无法高精度地对刚采集到的模拟信号进行降噪，信号会受到电源噪声、温度变化、电磁辐射等影响，导致最后信号的误差较大，当执行需要高精度数据的分布式优化算法时，会影响最后的决策，并且数据平滑处理效果不佳，会导致数据流粗糙，对模数转化模块的精度造成危害，模数转化速度过慢，无法适应收敛速度快的分布式优化算法。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的不足，本技术提供一种具有强抗干扰能力和快速处理能力的数据预处理电路，以使采集到的数据经过该部分后，可以适应精度要求高并且快速收敛的分布式优化算法。
[0006]一种具有强抗干扰能力和快速处理能力的数据预处理电路，包括依次连接的改进的降噪电路、改进的数据平滑处理电路、A/D转换电路；
[0007]其中；改进的降噪电路，包括差模信号电路、差模放大电路；用以将数据进行降噪处理，去除电路噪声；
[0008]改进的数据平滑处理电路，用以将降噪处理后的数据进行平滑处理；
[0009]A/D转换电路，用以将平滑处理后的数据进行模数转化。
[0010]所述改进的降噪电路，包括运算放大器A1
‑
A3、电阻R1
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R12、电容C1
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C8、第一启动电源及多个地线；
[0011]具体为：电阻R1一端接信号输入端，电阻R1另一端接运算放大器A1的正向输入端，电容C1的一端接在电阻R1及运算放大器A1的正端之间的电路中，电容C1的另一端接地，运算放大器A1的负端接在运算放大器A1的输出端，第一负极启动电源接电阻R2，电阻R2的另一端接运算放大器A1的负级电源端，电容C2一端接在R2与运算放大器A1之间的电路中，另一端接地；电阻R3一端接在第一正极启动电源，另一端接运算放大器A1正极电源端，电容C3一端接地，另一端接在R3与运算放大器A1之间的电路中；运算放大器A1的输出端接电阻R4，电阻R4另一端接在运算放大器A2反向输入端，运算放大器A2的正级电源端接第二正级启动电源；电阻R5一端接在R4与运算放大器A2之间的电路中，电阻R5另一端接在运算放大器A2的输出端，运算放大器A2的输出端接电阻R7，电阻R7的另一端接运算放大器A3的反向输入端，运算放大器A1的输出端还连接电阻R6，电阻R6的另一端接运算放大器A3的正向输入端；电容C4、电容C5的一端分别接在R6、R7与运算放大器A3之间的电路，另一端均接地；电阻R9一端接在R6与运算放大器A3之间的电路，另一端接地；电阻R8一端连接在R7与运算放大器A3之间的电路中，另一端接运算放大器A3的输出端，电阻R10一端接运算放大器A3的第二正极启动电压端，另一端接运算放大器A3，电容C6一端接在R10和运算放大器A3之间的电路中，另一端接地；电阻R11一端接在第二负极启动电源，另一端接运算放大器A3的负极电源端，电容C7一端接在R11和运算放大器A3之间，另一端接地；电阻R12一端接运算放大器A3的输出端，另一端接地；电容C8与R12并联。
[0012]所述运算放大器A1、A2采用芯片AD8616，运算放大器A3采用芯片LM321。
[0013]所述数据平滑处理电路，基于第一开关电容组，一端连接降噪电路的输出端，另一端接在运算放大器A4的反向输入端；第二开关电容组与电容C10并联，一端连运算放大器A4的反向输入端，另一端接运算放大器A4的输出端；电阻R14一端接第三负极启动电源，另一端接运算放大器A4的负极电源端，电容C12一端接在电阻R14和运算放大器之间的电路中，另一端接地；电阻R15一端接第三正极启动电源，另一端接运算放大器A4的正级电源端，电容C13一端接R15和运算放大器A4之间的电路中，另一端接地；运算放大器A4与运算放大器A5之间通过第三开关电容组相连；
[0014]所述第一开关电容组，包括电容C9一端连在开关SW1和SW2之间的电路中，另一端接地。
[0015]所述第二开关电容组，包括电容C11一端接在开关SW3和SW4之间的电路中，另一端接地。
[0016]所述第三开关电容组，包括电容C14一端连在开关SW5和SW6之间的电路中，另一端接地。
[0017]所述第二正极启动电源为标准电压源，电压值为1V；
[0018]所述数据平滑处理电路，还包括：根据实际应用要求，自行改变所连接的运算放大器数量，运算放大器之间通过开关电容组连接，每个运算放大器的结构与运算放大器A4相同，以构成多阶带通滤波器。
[0019]所述A/D转换电路接数据平滑电路的输出端，采用模数转化芯片AD574。
[0020]有益技术效果
[0021]1、本新型提供的降噪电路可以应用在温度变化快，并且采集频率高的环境中，清洁能源不稳定时，需要频繁采集信号，进行数据处理然后进入微型处理器中计算，该电路可
以有效抑制因频繁运行导致的过热问题，有效抑制零点漂移。
[0022]2、本新型提供的降噪电路具有有很强的抗干扰能力，较之前使用的电路，可以有效抑制差模信号和共模信号，并且还能增加信号的稳定性，保证实时信号的准确性。
[0023]3、本新型提供的单端信号转差分电路和差模放大电路之间，差模放大电路和数据预处理电路之间的连接方式，可以抑制每一个模块内元件的噪声干扰。外加的启动电源与运放之间的连接方式，也可以抑制电源噪声。
[0024]4、本新型所提供的平滑处理电路，采用开关电容组开替代电阻，可以减少电路所占空间，所选芯片连接压控晶振，可以通过控制外部电压来控制频率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有强抗干扰能力和快速处理能力的数据预处理电路，其特征在于，包括依次连接的改进的降噪电路、改进的数据平滑处理电路、A/D转换电路；所述改进的降噪电路，包括差模信号电路、差模放大电路；用以将数据进行降噪处理，去除电路噪声；所述改进的数据平滑处理电路，用以将降噪处理后的数据进行平滑处理；A/D转换电路，用以将平滑处理后的数据进行模数转化；所述改进的降噪电路，包括运算放大器A1
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A3、电阻R1
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R12、电容C1
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C8、第一启动电源及多个地线；具体为：电阻R1一端接信号输入端，电阻R1另一端接运算放大器A1的正向输入端，电容C1的一端接在电阻R1及运算放大器A1的正端之间的电路中，电容C1的另一端接地，运算放大器A1的负端接在运算放大器A1的输出端，第一负极启动电源接电阻R2，电阻R2的另一端接运算放大器A1的负级电源端，电容C2一端接在R2与运算放大器A1之间的电路中，另一端接地；电阻R3一端接在第一正极启动电源，另一端接运算放大器A1正极电源端，电容C3一端接地，另一端接在R3与运算放大器A1之间的电路中；运算放大器A1的输出端接电阻R4，电阻R4另一端接在运算放大器A2反向输入端，运算放大器A2的正级电源端接第二正级启动电源；电阻R5一端接在R4与运算放大器A2之间的电路中，电阻R5另一端接在运算放大器A2的输出端，运算放大器A2的输出端接电阻R7，电阻R7的另一端接运算放大器A3的反向输入端，运算放大器A1的输出端还连接电阻R6，电阻R6的另一端接运算放大器A3的正向输入端；电容C4、电容C5的一端分别接在R6、R7与运算放大器A3之间的电路，另一端均接地；电阻R9一端接在R6与运算放大器A3之间的电路，另一端接地；电阻R8一端连接在R7与运算放大器A3之间的电路中，另一端接运算放大器A3的输出端，电阻R10一端接运算放大器A3的第二正极启动电压端，另一端接运算放大器A3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋政杭，李玉帅，姚近科，黄博南，海彬，袁浩天，张艺龄，任汝飞，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：新型
国别省市：