一種信號延遲時間精確測量裝置製造方法

2023-10-06 08:59:49

一種信號延遲時間精確測量裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種信號延遲時間精確測量裝置，包括比較放大單元(10)、信號處理單元(20)、微處理單元(30)、顯示單元(40)，比較放大單元與信號處理單元連接，信號處理單元與微處理單元連接，微處理單元與顯示單元連接。信號延遲時間的精確測量裝置主要是為了精確地測試延遲時間。具體而言，信號延遲時間的精確測量裝置主要測量從傳輸線始端傳播到終端的時間，以及從傳輸線始端傳播到終端再從終端反射回始端的時間。整個裝置由比較放大單元、信號處理單元、微處理單元和顯示單元四部分組成。該裝置先將延遲時間通過比較放大器轉換為數位訊號，然後送給可編程邏輯器件進行信號處理，接著由微處理器來計算和控制，最後由顯示單元將結果顯示出來。
【專利說明】一種信號延遲時間精確測量裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及傳輸線傳播特性的研究【技術領域】，具體而言，涉及一種信號延遲時間精確測量裝置。

【背景技術】
[0002]隨著電子、通信和電力系統等領域的技術發展需要，有關傳輸線的研究越來越引起人們的關注。研究傳輸線的傳播特性有相當的難度，卻又是十分有意義的。
[0003]由於分布參數電路本身存在的各種問題研究具有較大的難度，就均勻傳輸線而言，仍然有不少問題值得研究。從實驗的角度來研究電磁波在有損均勻傳輸線上的傳播特性，不僅可以觀察到計算機仿真中不能觀察到的實驗現象，而且也會很自然地為探索高精度的輸電線路故障定位裝置作一些基礎的準備。同時，隨著電力系統規模的不但擴大，輸電線路電壓等級的提高，輸電距離越來越長。輸電線路運行正常與否對電力系統的安全穩定具有舉足輕重的作用，一旦發生故障，必須儘快找到故障點，排除故障，恢復供電。這一過程所花的時間愈短，造成的損失就愈少，對系統的安全穩定運行構成的威脅就愈少。但是，高壓和超高壓輸電線路都較長，且經過各種複雜的地形，要想很快早到故障點，絕非易事。多年來，國內外許多學者都在致力於線路故障定位裝置的研究，其重點是如何提高定位裝置的精確度。但目前實用化的定位產品在定位精度和動作可靠性等方面存在許多問題有待解決，難以滿足運行現場高精度故障定位的要求。


【發明內容】

[0004]本實用新型所解決的技術問題:在研究電磁波在有損均勻傳輸線上的傳播特性的過程中，如何精確地測量信號延遲時間。
[0005]本實用新型提供如下技術方案:一種信號延遲時間精確測量裝置，包括比較放大單元、信號處理單元、微處理單元、顯示單元，所述比較放大單元與信號處理單元連接，所述信號處理單元與微處理單元連接，所述微處理單元與顯示單元連接，所述比較放大單元包括電壓比較放大器，所述信號處理單元的功能由可編程邏輯器件完成，所述微處理單元包括微處理器。
[0006]信號延遲時間的精確測量裝置主要是為了精確地測試延遲時間。具體而言，信號延遲時間的精確測量裝置主要測量從傳輸線始端傳播到終端的時間，以及從傳輸線始端傳播到終端再從終端反射回始端的時間。整個裝置由比較放大單元、信號處理單元、微處理單元和顯示單元四部分組成。該裝置先將延遲時間通過比較放大器轉換為數位訊號，然後送給可編程邏輯器件進行信號處理，接著由微處理器來計算和控制，最後由顯示單元將結果顯示出來。
[0007]作為本實用新型的進一步說明，所述顯示單元包括一組LED顯示器，所述LED顯示器由顯示電路驅動。兩個比較放大器輸出的信號經過信號處理單元處理後，得到的是一個反映延遲時間的二進位數，顯示單元就是為了將此數直觀的顯示出來。有兩種方法可以顯示此數:一種方法是通過發光二極體顯示出來；另一種方法是通過一組LED顯示器顯示出來。本實用新型優選LED顯示器。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，所述顯示電路包括微處理器、晶振電路、復位電路、三個顯示驅動晶片一、一個顯示驅動晶片二、LED顯示器、電容濾波器、電源，所述晶振電路和復位電路與微處理器連接，所述三個顯示驅動晶片一分別與微處理器連接，所述一個顯示驅動晶片二與微處理器連接，所述顯示驅動晶片二連接有上拉電阻，所述LED顯示器與顯示驅動晶片一和顯示驅動晶片二連接，所述LED顯示器的片選信號經過顯示驅動晶片一，所述LED顯示器的段選信號經過顯示驅動晶片二，所述電容濾波器並接在顯示驅動晶片二的電源輸入端。點亮顯示器的方法有靜態和動態兩種，本實用新型採用動態顯示方法，由於LED動態顯示電流很大，在電源設計上若沒有採取足夠的去藕措施，則往往因動態電流過大而引起誤動作。本實用新型通過在顯示驅動晶片二電源輸入端並接大容量電容濾波器，以避免LED動態顯示因動態電流過大而引起誤動作,保證LED動態顯示準確、可靠。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明:
[0010]圖1為本實用新型一種信號延遲時間精確測量裝置的結構示意圖；
[0011]圖2為LED顯不器的顯不電路的電路原理圖。
[0012]圖中符號說明:
[0013]10—比較放大單元；
[0014]20 —信號處理單元；
[0015]30 —微處理單兀；300 —微處理器；301 —晶振電路；302 —復位電路；
[0016]40 一顯示單元；400 — LED顯示器；401 —顯示驅動晶片一 ；402 —顯示驅動晶片-* ;
[0017]C —電容；CO —電容濾波器；
[0018]R—電阻。

【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，一種信號延遲時間精確測量裝置，包括比較放大單元10、信號處理單元20、微處理單元30、顯示單元40。所述比較放大單元10與信號處理單元20連接,所述信號處理單元20與微處理單元30連接，所述微處理單元30與顯示單元40連接。
[0020]所述比較放大單元10包括電壓比較放大器，比較放大單元的作用是對輸入的電壓進行比較，並根據比較結果輸出高、低兩個電平的電壓，以滿足後面連接的數字電路對I和O兩個邏輯電平的要求，主要由比較放大器完成。本實用新型中的比較放大單元是以集成電壓比較放大器MAX9686及其外圍電路構成。比較放大部分的具體實現電路是由兩個MAX9686及其外圍電路組成，兩個比較器的電路原理圖相同。
[0021]所述信號處理單元20的功能由可編程邏輯器件完成。可編程邏輯器件分為複雜可編程邏輯器件CPLD和現場可編程門陣列FPGA兩類，本實用新型優選CPLD。
[0022]所述微處理單元30包括微處理器300，本實用新型優選AT89C51。
[0023]所述顯示單元40包括一組LED顯示器400。
[0024]如圖2所示，所述LED顯示器400由顯示電路驅動，所述顯示電路包括微處理器300、晶振電路301、復位電路302、三個顯示驅動晶片一 401、一個顯示驅動晶片二 402、LED顯示器400、電容濾波器CO、電源，所述晶振電路301和復位電路302與微處理器300連接，所述三個顯示驅動晶片一 401分別與微處理器300連接，所述一個顯示驅動晶片二 402與微處理器300連接，所述顯示驅動晶片二 402連接有上拉電阻R，所述LED顯示器400與顯示驅動晶片一 401和顯示驅動晶片二 402連接，所述LED顯示器400的片選信號CSl?CS3經過顯示驅動晶片一 401，所述LED顯示器400的段選信號DATAl?DATA7經過顯示驅動晶片二 402，所述電容濾波器CO並接在顯示驅動晶片二 402的電源輸入端。
[0025]其中，所述顯示驅動晶片一 401選用74ALS05，所述顯示驅動晶片二 402選用74LS244。
[0026]上述顯示電路的工作原理如下:驅動信號延遲時間的精確測量裝置中的脈衝寬度測量模塊中的計數器輸出的8位二進位數通過可控的三態門與微處理器300相連，微處理器300讀取此數並保持在內部數據存儲器後，通過Pl.0控制三態門，使計數器對PO 口輸出保持高阻狀態。微處理器300對保存的二進位數先要進行二?十進位轉化，分別將百、十、個位保存在數據存儲器的不同地址單元中，然後經過軟體解碼，通過顯示驅動晶片一 401和顯示驅動晶片二 402驅動LED顯示器400，將個、十、百位的數字依次顯示在LED顯示器400上。在圖2中只畫出了個位LED顯示器400的電路原理圖，十位和百位除了片選信號(個位片選信號為CS1，十位片選信號為CS2，百位片選信號為CS3)不同外，其它管腳的接法與個位LED顯示器400完全相同。LED顯示器400的片選信號CSl?CS3是由微處理器10的Pl.1、Pl.2、Pl.3產生的，通過軟體延時1ms，對三個LED顯示器400動態掃描。段選信號DATAl?DATA7 (經過顯示驅動晶片二 402後為d0?d7)由PO 口產生，經顯示驅動晶片二 402，加上拉電阻R後來驅動LED顯示器400。
[0027]在實際研究中，本實用新型所述的信號延遲時間精確測量裝置工作過程如下:將延遲時間通過比較放大器轉換為數位訊號，然後送給可編程邏輯器件進行信號處理，接著由微處理器300來計算和控制，最後由LED顯示器400將結果顯示出來。
[0028]以上內容僅為本實用新型的較佳實施方式，對於本領域的普通技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【權利要求】
1.一種信號延遲時間精確測量裝置，包括比較放大單元(10)、信號處理單元(20)、微處理單元(30),顯示單元(40),其特徵在於:所述比較放大單元(10)與信號處理單元(20)連接，所述信號處理單元(20)與微處理單元(30)連接，所述微處理單元(30)與顯示單元(40)連接，所述比較放大單元(10)包括電壓比較放大器，所述信號處理單元(20)的功能由可編程邏輯器件完成，所述微處理單元(30)包括微處理器(300).
2.如權利要求1所述的一種信號延遲時間精確測量裝置，其特徵在於:所述顯示單元(40)包括一組[￡0顯示器(400)。
3.如權利要求2所述的一種信號延遲時間精確測量裝置，其特徵在於:所述LED顯示器(400)由顯示電路驅動，所述顯示電路包括微處理器(300)、晶振電路(301)、復位電路(302)、三個顯示驅動晶片一(401)、一個顯示驅動晶片二(402)、120顯示器(400)、電容濾波器(C0)、電源，所述晶振電路(301)和復位電路(302)與微處理器(300)連接，所述三個顯示驅動晶片一(401)分別與微處理器(300)連接，所述一個顯示驅動晶片二(402)與微處理器(300)連接，所述顯示驅動晶片二(402)連接有上拉電阻(R)，所述LED顯示器(400)與顯示驅動晶片一(401)和顯示驅動晶片二(402)連接，所述LED顯示器(400)的片選信號(CS1 ；CS2:CS3)經過顯示驅動晶片一(401)，所述(C0)顯示器(400)的段選信號(DATA1?DATA7) 經過顯示驅動晶片二(402),所述電容濾波器(C0)並接在顯示驅動晶片二(402)的電源輸入端。
【文檔編號】G01R31/00GK204214963SQ201420566370
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】包宇航, 蔡文鬱, 喻航, 羅成英, 林立志 申請人:蘇州克蘭茲電子科技有限公司