[發明專利]一種自適應負載阻抗檢測系統和方法

有效

• 申請號: 201910147121.1
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109856457B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 張利紅
• 申請（專利權）人: 福建江夏學院
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種自適應負載阻抗檢測系統，其特征在于：包括輸入端SPO、輸入端SI1、輸入端SI2、輸出端SNO、輸出端So1、輸出端So2、電流電壓轉換單元ICV、第一可變增益放大器VA1、第二可變增益放大器VA2、第一幅度電壓轉換單元AD1、第二幅度電壓轉換單元AD2、比較控制單元CCU、鑒相器PHD以及輸出計算單元OCU；

所述電流電壓轉換單元ICV的輸入端連接至輸入端SPO，所述電流電壓轉換單元ICV的第一輸出端分別連接至輸出端SNO、第一可變增益放大器VA1的輸入端，所述電流電壓轉換單元ICV的第二輸出端連接至第二可變增益放大器VA2的輸入端；所述第一可變增益放大器VA1的輸出端分別連接至所述第一幅度電壓轉換單元AD1的輸入端、鑒相器PHD的第一輸入端；所述第二可變增益放大器VA2的輸出端分別連接至第二幅度電壓轉換單元AD2的輸入端、鑒相器PHD的第二輸入端；所述第一幅度電壓轉換單元AD1的輸出端、所述第二幅度電壓轉換單元AD2的輸出端分別連接至所述比較控制單元CCU的第一輸入端、第二輸入端；所述比較控制單元CCU的第三輸入端、第四輸入端分別連接至輸入端SI1、輸入端SI2，所述比較控制單元CCU的第一輸出端分別連接至第一可變增益放大器VA1的反饋輸入端、第二可變增益放大器VA2的反饋輸入端；所述鑒相器PHD的輸出端、第一幅度電壓轉換單元AD1的輸出端、第二幅度電壓轉換單元AD2的輸出端以及比較控制單元CCU的第二輸出端均連接至所述輸出計算單元OCU的輸入端；所述輸出計算單元OCU的第一輸出端、第二輸出端分別連接至輸出端So1、輸出端So2；

其中，所述自適應負載阻抗檢測系統的檢測方法為：所述電流電壓轉換單元ICV將從輸入端SPO流至輸出端SNO的電流值轉換為信號S1；所述第一可變增益放大器VA1以輸出端SNO的信號為輸入信號，對其進行增益放大后產生輸出信號S2；所述第二可變增益放大器VA2以信號S1為輸入信號，對其進行增益放大后產生輸出信號S3；所述第一幅度電壓轉換單元AD1以信號S2為輸入信號，對其進行幅度檢測并產生直流電壓與信號S2幅度成正比的信號S4；第二幅度電壓轉換單元AD2以信號S3為輸入信號，對其進行幅度檢測并產生直流電壓與信號S3幅度成正比的信號S5；比較控制單元CCU以信號S4和信號S5作為輸入信號，根據輸入端SI1和輸入端SI2的輸入閾值Si1和Si2的大小，對信號S4和信號S5的直流電壓進行比較判斷，產生增益控制信號S6和S8，其中信號S6反饋至第一可變增益放大器VA1和第二可變增益放大器VA2以對其進行增益調整，信號S8輸入至輸出計算單元OCU；鑒相器PHD以信號S2和信號S3作為輸入信號，檢測信號S2和信號S3之間的相位差并產生直流電壓與相位差成正比的信號S7；輸出計算單元OCU以信號S4、信號S5、信號S7和信號S8作為輸入信號，產生最終的負載阻抗實部測量值So1和負載阻抗虛部測量值So2，并將其分別傳輸至輸出端So1、輸出端So2。

2.根據權利要求1所述的一種自適應負載阻抗檢測系統，其特征在于：所述比較控制單元CCU根據輸入閾值Si1和輸入閾值Si2對信號S4和信號S5進行以下條件比較判斷，其中Si1和Si2為不同的兩個輸入閾值，并且有Si1Si2：

條件一：當信號S4或信號S5的直流電壓值大于輸入閾值Si1時，減少信號S6的直流電壓以降低第一可變增益放大器VA1和第二可變增益放大器VA2的增益，其中第一可變增益放大器VA1、第二可變增益放大器VA2的增益與控制信號直流電壓成正比；

條件二：當信號S4和信號S5的直流電壓均小于輸入閾值Si2時，增加信號S6直流電壓以提高第一可變增益放大器VA1、第二可變增益放大器VA2的增益；

當條件一和條件二都不滿足時，信號S6直流電壓保持不變；當條件一和條件二都不滿足時，信號S8設置為有效狀態，否則設置為無效狀態。

3.根據權利要求1所述的一種自適應負載阻抗檢測系統，其特征在于：所述計算單元OCU的工作過程為：設電流電壓轉換單元ICV的轉換增益為RM；當信號S8處于無效狀態時，保持So1和So2的值不變；當信號S8處于有效狀態時，將信號S5的電壓值除以信號S4的電壓值而獲得參數a，將RM乘以信號S7所表示角度的余弦值并再除以a后得到的值映射更新為So1的值，將RM乘以信號S7所表示角度的正弦值并再除以a后得到的值映射更新為So2的值。