多通道光纤信号采集电路及方法技术

本发明专利技术多通道光纤信号采集电路及方法属于电子测量技术领域；所述电路由电源管理网络、程控偏置电压单元、程控对数放大单元、信号调理单元和数据处理及通信单元组成；所述方法依次执行以下步骤：通道建立自检测、增益自适应调节、设置偏置电压、驱动差分ADC、设置采样模式；本发明专利技术不仅节省了国外跨阻放大模块的高额成本，而且直接连接至PC端对信号进行处理及显示，大大提高了信号采集的便携性；同时，所有器件均可购买，或利用国产芯片进行国产化替代，提高了民用化及商业化推广的可行性；采集方法简单，操作灵活，具有有效的提示性状态标识，便于操作人员快速上手启动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术多通道光纤信号采集电路及方法属于电子测量。

技术介绍

1、随着当前电力系统的不断发展，对电网中的大量高压开关设备的运行状态监控提出了更高的要求。在电力系统的运行过程中，真空断路器、电流互感器以及其他辅助开关装置多集成在开关柜内部，安装不当、制造工艺缺陷及大量频繁的切换过程都可能导致高压开关柜的绝缘故障率逐渐升高。气体绝缘开关设备内部由于介质中的气泡间隙、腔室中的金属颗粒及导体尖峰等导致局部缺陷部分电场强度增强，产生局部放电，最终导致绝缘层被击穿，易于造成安全事故。因此，局部放电的产生往往作为绝缘故障预先征兆的重要表现形式，若能在绝缘故障早期检测局部放电信号，则可尽量减少经济损失，保证电气工作人员的生命健康安全。在局部放电检测中，基于光纤传感技术的超声局部放电信号探测方法由于其抗电磁干扰能力强等特点，具有良好的应用前景。

2、当前，针对局部放电信号产生的不同现象所应用的检测方法主要有以下几种：

3、脉冲电流法将放电部位等效为耦合电容，当发生局部放电时，耦合电容两端电压发生突降，此时通过测量局部放电所产生的放电电流施加在阻抗上本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.多通道光纤信号采集电路，其特征在于，由电源管理网络、程控偏置电压单元、程控对数放大单元、信号调理单元和数据处理及通信单元组成；

2.根据权利要求1所述的多通道光纤信号采集电路，其特征在于，所述电源管理网络由单片直流-直流电压稳压芯片UX8，四片线性稳压电源芯片V1、UX2、UX6、UX7、UX9，电阻RX15、电阻RX21、电容CX23、电容CX26、电容CX30、电容CX43、电容E1、电容E2、电容C16、防静电二极管D1、电阻RX18、电阻RX19、电容CX13、电容CX17、电容CX18、电容CX25、电容CX27、电容CX29、电容CX35、电阻RX24、电阻R...

【技术特征摘要】

1.多通道光纤信号采集电路，其特征在于，由电源管理网络、程控偏置电压单元、程控对数放大单元、信号调理单元和数据处理及通信单元组成；

2.根据权利要求1所述的多通道光纤信号采集电路，其特征在于，所述电源管理网络由单片直流-直流电压稳压芯片ux8，四片线性稳压电源芯片v1、ux2、ux6、ux7、ux9，电阻rx15、电阻rx21、电容cx23、电容cx26、电容cx30、电容cx43、电容e1、电容e2、电容c16、防静电二极管d1、电阻rx18、电阻rx19、电容cx13、电容cx17、电容cx18、电容cx25、电容cx27、电容cx29、电容cx35、电阻rx24、电阻rx31、电阻rx32、电容cx42、电容cx47、电容cx48、电容cx49、电感lx3、二极管dx1、电阻rx17、电阻rx20、电容cx14、电容cx15、电容cx24、电容cx28、电阻rx22、电阻rx23、电容cx36、电容cx39、电容cx40、电容cx41组成；直流-直流电压稳压芯片vx8的引脚1与输入+5v电源连接，引脚2接地并通过电容cx30接入电源，引脚4通过电阻rx21连接至引脚5，引脚4通过电容cx43连接至引脚5，引脚4通过电容cx45连接至引脚5，引脚6通过电阻rx15连接至引脚5，引脚6通过电容cx23连接至引脚5，引脚6通过电容cx26连接至引脚5，引脚5接地，引脚4输出-9v，引脚6输出+9v为电路供电；线性稳压芯片v1的引脚3与外部供电+5v相连，引脚3连接防静电二极管d1至负极，后通过d1正极连接至引脚1，引脚3通过电容e1连接至引脚1，引脚3通过电容e2连接至引脚1，引脚2与引脚4短接后经电容c16连接至引脚1，引脚1连接至数字地，引脚2输出3.3v电压对电路进行供电；线性稳压电源ux2引脚5与引脚8短接，引脚5经电容cx25、电容cx29连接至引脚6，引脚5经电容cx13、电容cx29连接至引脚6，引脚6经电容cx29连接至地，引脚1经电阻rx18、电阻rx19连接至引脚4，引脚1经电阻rx18连接至引脚2，引脚1经电容cx27连接至引脚2，引脚1经电容cx35连接至引脚4，引脚1经电容cx17连接至引脚4，引脚1经点电容cx18连接至引脚4，引脚3、引脚7悬空，引脚4、epad引脚接地，引脚5连接至线性稳压芯片ux5输出的+34v，引脚1输出32v为电路偏置电压部分功能供电；线性稳压芯片ux6引脚5连接至外部供电+5v，引脚5通过电容cx47连接至地，引脚5通过电感lx3连接至引脚1，引脚1连接至防静电二极管阳极，引脚1通过防静电二极管dx1阴极、电阻rx3连接至引脚3，引脚1通过防静电二极管dx1、电容cx42连接至引脚3，引脚1通过防静电二极管dx1、电容cx48、电阻rx32连接至引脚3，引脚1通过防静电二极管dx1、电容cx49、电阻rx32连接至引脚3，防静电二极管dx1阴极通过电容cx49连接至地，引脚3通过电阻rx32连接至地，防静电二极管dx1阴极输出+34v为电路供电；线性稳压电源ux7引脚5与引脚8进行短接，引脚5经电容cx24连接至地，引脚6经电容cx28连接至地，引脚1经电阻rx17连接至引脚2，引脚1经电容cx14连接至引脚2，引脚1经电容cx15连接至引脚4，引脚2经电阻rx20连接至引脚4，引脚3、引脚7悬空，引脚4、epad引脚接地，引脚5连接至线性稳压芯片ux8输出的+9v，引脚1输出+8v为电路供电；线性稳压电源ux8引脚5与引脚8进行短接，引脚5经电容cx40连接至地，引脚6经电容cx41连接至地，引脚1经电阻rx22连接至引脚2，引脚1经电容cx36连接至引脚2，引脚1经电容cx39连接至引脚4，引脚2经电阻rx23连接至引脚4，引脚3、引脚7悬空，引脚4、epad引脚接地，引脚5连接至线性稳压芯片ux8输出的-9v，引脚1输出-8v为电路供电。

3.根据权利要求1所述的多通道光纤信号采集电路，其特征在于，所述程控偏置电压单元由单片超高精度双通道运算放大器ux5、高精度电阻rx14、高精度电阻rx9、高精度电阻rx13、高精度电阻rx16、npn型三极管qx3、保险丝fuse、电容cx16组成；运算放大器引脚5作为受控输入端连接至单片机dac输出端，引脚6经高精度电阻rx9连接至引脚7，引脚6经高精度电阻rx14连接至地，引脚7与引脚3短接，引脚2经高精度电阻rx13接地，引脚2经高精度电阻rx16、保险丝fuse连接至npn型三极管qx3引脚2，运算放大器引脚1连接至npn型三极管qx3引脚1，引脚4接地，引脚8及npn型三极管qx3引脚3接至电源网络输出的32v。

4.根据权利要求1所述的多通道光纤信号采集电路，其特征在于，所述程控对数放大单元共6个通道，每个通道结构一致；该单元由对数增益控制部分与程控开关部分共两部分组成，每个程控开关部分控制两通道对数增益部分，其中每一通道对数增益控制部分及一个程控开关部分分别由一片ada4898-2高精度双通道运算放大器ux5、6个双n沟道mos管qa1-qa6、一片8选1模拟开关ua4、一片开关二极管da2及电阻ra1-ra5、电阻ra23、电阻ra6、电阻ra7、电阻ra18、电容ca20、电阻ra30、电阻ra31、电阻ra32、电阻rb30、电阻rb31、电阻rb32组成；运算放大器ux5引脚2与开关二极管da2引脚1相连，运算放大器ux5引脚2与开关二极管da2引脚3相连，运算放大器ux5引脚2经电阻ra6、电阻ra7、连接至开关二极管da2引脚1，运算放大器ux5引脚1经电阻ra7分别经电阻ra1、ra2、ra3、ra4、ra5连接至mos管qb2a、qb1a、qa3a、qa2a、qa1a的引脚6，运算放大器ux5引脚1连接mos管qb3a引脚6，运算放大器ux5引脚3经电容ca20、电阻ra23连接至外部信号输入的光电二极管阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：童子权，张佳桐，纪铁军，刘榕汀，梁宇，任丽军，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：