[發明專利]一種寬帶數據采集系統前端模擬信號調理裝置及方法

有效

• 申請號: 201410070664.5
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103825617B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 田杰;王同志;余鵬;姚森敬;譚王堅;巨林
• 申請（專利權）人: 深圳供電局有限公司;上海華魏光纖傳感技術有限公司
• 主分類號: H03M1/54
• 分類號: H03M1/54
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙)44238
• 代理人: 潘中毅,鐘冬梅

1.一種寬帶數據采集系統前端模擬信號的處理裝置，其特征在于，包括：直流/交流信號選擇電路、信號衰減與補償電路、電壓跟隨電路、程控放大電路、電平搬移電路以及控制器；

所述直流/交流信號選擇電路的輸出端與所述信號衰減與補償電路連接；所述信號衰減與補償電路的輸出端與所述電壓跟隨電路連接；所述電壓跟隨電路的輸出端與所述程控放大電路連接；所述程控放大電路的輸出端與所述電平搬移電路連接；

所述電平搬移電路將本寬帶數據采集系統前端模擬信號的處理裝置處理后的前端模擬信號輸出至與其連接的多通道AD轉換器進行采樣處理；

所述控制器的輸出端與所述直流/交流信號選擇電路、信號衰減與補償電路、電壓跟隨電路、程控放大電路、電平搬移電路連接，通過輸出控制信號控制其運行。

2.如權利要求1所述的寬帶數據采集系統前端模擬信號的處理裝置，其特征在于，所述直流/交流信號選擇電路由電容C1與繼電器RE1組成；繼電器RE1具有1-4號引腳，其中1號引腳為控制端，該1號引腳通過一個電阻R13與所述控制器的IO口相連接，連接點為CH1_ACDC。

3.如權利要求1所述的寬帶數據采集系統前端模擬信號的處理裝置，其特征在于，所述信號衰減與補償電路由并聯的固定電容C2和可調電容C2*，以及并聯的固定電容C3和可調電容C3*，以及電阻R1、R2、R3、R4、和繼電器TQ2-5V組成，所述繼電器TQ2-5V的具有1-10號引腳，其中10號引腳為控制端，通過一PNP型三極管Q1與所述控制器相連接，連接點為CH1_ATT。

4.如權利要求1所述的寬帶數據采集系統前端模擬信號的處理裝置，其特征在于，所述電壓跟隨電路采用高精度、高速、高輸入阻抗的軌對軌運算放大器U5?AD8065；

所述程控放大電路采用指程控放大器AD603；

所述電平搬移電路由運算放大器U7與連接它的阻容器件組成。

5.一種寬帶數據采集系統前端模擬信號調理方法，其基于權利要求1至4中任一項所述的寬帶數據采集系統前端模擬信號的處理裝置實現，其特征在于，包括：

接收前端模擬信號；

所述直流/交流信號選擇電路在所述控制器的控制下對所述前端模擬信號進行耦合處理；

經所述直流/交流信號選擇電路耦合的前端模擬信號進入所述信號衰減與補償電路進行信號衰減處理和補償處理，得到高內阻的衰減信號以滿足所述電壓跟隨電路對于輸入電壓的要求；

所述高內阻的衰減信號輸入至所述電壓跟隨電路，該電壓跟隨電路對輸入的高內阻的衰減信號進行阻抗變換，輸出小內阻的前端模擬信號至所述程控放大電路；

所述程控放大電路對輸入其中的前端模擬信號進行放大處理后得到一雙極性信號；

所述電平搬移電路將所述雙極性信號轉換成單極性信號后輸出至與所述寬帶數據采集系統前端模擬信號處理連接的多通道AD轉換器進行采樣處理。

6.如權利要求5所述的寬帶數據采集系統前端模擬信號調理方法，其特征在于，所述直流/交流信號選擇電路在所述控制器的控制下對所述前端模擬信號進行耦合處理的步驟，包括：所述控制器發送一電平信號控制所述直流/交流信號選擇電路的繼電器RE1的開合；

所述繼電器RE1閉合時，所述直流/交流信號選擇電路處于直流耦合方式并采用直流耦合方式對所述前端模擬信號進行耦合處理；

所述繼電器RE1打開時，所述直流/交流信號選擇電路處于交流耦合方式并采用交流耦合方式對所述前端模擬信號進行耦合處理。

7.如權利要求5所述的寬帶數據采集系統前端模擬信號調理方法，其特征在于，經所述直流/交流信號選擇電路耦合的前端模擬信號進入所述信號衰減與補償電路進行信號衰減處理的步驟包括：

當將所述信號衰減與補償電路的衰減倍數默認設置為衰減2倍；

所述進入信號衰減與補償電路的前端模擬信號為N，當該前端模擬信號N為峰峰值小于10V的信號時，默認其衰減2倍，衰減處理后的前端模擬信號為N*（R2+R3+R4）/（R1+R2+R3+R4）=1/2*N；當該前端模擬信號N為峰峰值在10V~400V之間的信號時，默認其衰減50倍，衰減處理后的前端模擬信號為N*R4/?R1+R2+R3+R4=1/50*N。