特高頻局放主動噪聲跟蹤抑制測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種局部放電特高頻信號的采集系統(tǒng)，尤其是特高頻局放主動噪聲跟蹤抑制測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的局部放電特高頻信號采集有兩種方式，1:以荷蘭KEMA實驗室為代表的采用的是特高頻窄帶監(jiān)測，雖然可以有效地避開特高頻段無線電和移動信號干擾，但測量帶寬較窄，放電信息損失嚴重，并且因為只是監(jiān)測局放信號很窄的一部分，在噪聲小的場合不如寬帶監(jiān)測靈敏度高。2:Strathclyde大學采用的是特高頻寬帶監(jiān)測，采集整個特高頻段的放電信號，雖然信息量豐富并且可用于現(xiàn)場，但對于隨機出現(xiàn)的特高頻段無線電和移動信號干擾無法去除，很容易引起信號的失真。特別是在背景噪聲大的場合，局放信號會被淹沒在噪聲信號中，壓根無法檢測。
[0003]寬帶、窄帶監(jiān)測兩種監(jiān)測方法均有各自的優(yōu)點和不足，也就是監(jiān)測靈敏度和抗干擾能力的矛盾。寬帶監(jiān)測方式靈敏度高，但是抗干擾能力弱；窄帶監(jiān)測可靈活避開各種干擾，但是監(jiān)測靈敏度低。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務是對現(xiàn)有技術(shù)方案進行完善與改進，提供特尚頻局放主動噪聲跟蹤抑制測量系統(tǒng)，以達到可靠，精準的米集局部放電特尚頻信號的目的。為此，本實用新型采取以下技術(shù)方案。
[0005]特高頻局放主動噪聲跟蹤抑制測量系統(tǒng)，其特征在于:包括探頭、輸入端與探頭輸出端相連的射頻功分器、輸入端與射頻功分器輸出端相連的檢波電路及混頻電路、輸入端與檢波電路及混頻電路輸出端相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連的處理器、與處理器相連的輸入及輸出裝置；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設有雙路AD采樣芯片以對檢波電路及混頻電路的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。一塊板卡上同時設計兩種模擬前端，將寬帶檢波監(jiān)測和窄帶混頻監(jiān)測相結(jié)合。采用本振和混頻器主動跟蹤干擾信號，并將其抑制，而不是被動的過濾，解決靈敏度和抗干擾能力之間的矛盾。
[0006]作為對上述技術(shù)方案的進一步完善和補充，本實用新型還包括以下附加技術(shù)特征。
[0007]所述的檢波電路設有檢波器，所述的混頻電路設有低通濾波器，經(jīng)射頻功分器功分的信號和板載本振混頻，得到與本振頻率相加減的頻域信號，再經(jīng)過可編程的低通濾波器，得到與本振頻率相減的頻域信號，從將處于高頻段的局放特高頻信號搬移到中頻。
[0008]所述的處理器包括FPGA芯片，所述的FPGA芯片設有數(shù)據(jù)讀取模塊、噪聲信號頻率跟蹤模塊、寬帶信號噪聲抑制模塊。
[0009]輸入及輸出裝置包括ARM單片機；所述的處理器通過FSMC總線與ARM單片機通訊以將用戶的配置寫到FPGA中，從FPGA讀出經(jīng)處理的局放特高頻信號信息。
[0010]有益效果:本技術(shù)方案采用本振和混頻器主動跟蹤干擾信號，并將其抑制；在有噪聲時，能對包含寬帶信息的AD數(shù)據(jù)進行了抑制，在無噪聲時，有獲取全部的頻段信息。解決了監(jiān)測靈敏度和抗干擾性的矛盾。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的電路原理框圖。
[0012]圖2是處理器工作流程圖。
[0013]圖3是ARM單片機工作流程圖。
[0014]圖4是本實用新型干擾信號去除原理圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合說明書附圖對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細說明。
[0016]如圖1所示，本實用新型包括探頭、輸入端與探頭輸出端相連的射頻功分器、輸入端與射頻功分器輸出端相連的檢波電路及混頻電路、輸入端與檢波電路及混頻電路輸出端相連的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路相連的處理器、與處理器相連的輸入及輸出裝置；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設有雙路AD采樣芯片以對檢波電路及混頻電路的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。其中，所述的檢波電路設有檢波器，所述的混頻電路設有低通濾波器，經(jīng)射頻功分器功分的信號和板載本振混頻，得到與本振頻率相加減的頻域信號，再經(jīng)過可編程的低通濾波器，得到與本振頻率相減的頻域信號，從將處于高頻段的局放特高頻信號搬移到中頻；所述的處理器包括FPGA芯片，所述的FPGA芯片設有數(shù)據(jù)讀取模塊、噪聲信號頻率跟蹤模塊、寬帶信號噪聲抑制模塊。輸入及輸出裝置包括ARM單片機；所述的處理器通過FSMC總線與ARM單片機通訊以將用戶的配置寫到FPGA中，從FPGA讀出經(jīng)處理的局放特高頻信號信息。
[0017]如圖2所示，特高頻局放主動噪聲跟蹤抑制測量系統(tǒng)的工作方法包括以下步驟:
[0018]I)射頻功分器將輸入的局放特高頻信號一分為二，得到兩份完全相同的特高頻信號;
[0019]2)兩份完全相同的特高頻信號中，一份進入到檢波電路，得到全頻帶的局放特高頻信號的信息；另一份進入混頻電路，和板載本振混頻，得到與本振頻率相加減的頻域信號，再經(jīng)過可編程的低通濾波器，得到與本振頻率相減的頻域信號，以將處于高頻段的局放特高頻信號搬移到中頻；
[0020]3)經(jīng)檢波電路及混頻電路的信息通過同一 AD采樣芯片，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，雙通道AD芯片在同一時刻鎖存兩路模擬信號；
[0021]4)處理器對AD采樣芯片輸出的信息進行處理，處理器同步處理AD轉(zhuǎn)換芯片輸出的兩路數(shù)字信號，其中一路為經(jīng)檢波電路處理的寬帶信息，寬帶信息為包含局放特高頻信號300M?3GHz全頻帶信息，另一路為經(jīng)混頻電路處理的窄帶信息，窄帶信息為包含局放特高頻信號的設定頻帶的子帶信息，窄帶信息頻帶的中心頻率能在全頻帶信息范圍內(nèi)任意移動，帶寬配置范圍為IM?100M ;先用窄帶監(jiān)測模式監(jiān)測，移動窄帶信息頻帶的中心頻率，逐次遞加本振頻率，對全頻帶信息進行掃頻，當監(jiān)測到的信號帶寬小于300M時，則判斷該信號為干擾信號；處理器根據(jù)用戶配置的噪聲抑制比，對包含寬帶信息的AD數(shù)據(jù)進行衰減，在有噪聲時，對包含寬帶信息的AD數(shù)據(jù)進行了抑制，在無噪聲時，獲取全部的頻段信息；
[0022]5)經(jīng)輸入及輸出裝置輸出經(jīng)過噪聲抑制的寬帶信息。
[0023]在處理器進行處理時先對數(shù)據(jù)進行讀取步驟、噪聲信號頻率跟蹤步驟及寬帶信號噪聲抑制步驟，處理器在讀取寬帶、