電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種適用于對電網(wǎng)諧波間諧波等擾動信號檢測并能實(shí)時(shí)分析其頻譜的電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀，其特征是它包括設(shè)有單片機(jī)的主控模塊，主控模塊連接有模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、頻譜顯示模塊、I/O串口通信模塊、電源模塊，信號采集模塊通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與主控制模塊連接；電源模塊與信號采集模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、主控模塊、頻譜顯示模塊連接，本實(shí)用新型用于電網(wǎng)電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測以及對電網(wǎng)諧波間諧波等擾動信號進(jìn)行頻譜分析，功耗低、性價(jià)比高、具有很好的實(shí)際意義，可通過觀測信號頻譜和相關(guān)數(shù)據(jù)直接判斷電網(wǎng)電能質(zhì)量，使現(xiàn)象更直觀、更明顯。
【專利說明】電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種小信號分析儀表，具體地說一種電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]頻譜分析儀是研究電信號頻譜結(jié)構(gòu)的儀器，用于信號失真度、調(diào)制度、譜純度、頻率穩(wěn)定度和交調(diào)失真等信號參數(shù)的測量，可用以測量放大器和濾波器等電路系統(tǒng)的某些參數(shù)，是一種多用途的電子測量儀器。它又可稱為頻域示波器、跟蹤示波器、分析示波器、諧波分析器、頻率特性分析儀或傅里葉分析儀等?，F(xiàn)代頻譜分析儀能以模擬方式或數(shù)字方式顯示分析結(jié)果，能分析I赫以下的甚低頻到亞毫米波段的全部無線電頻段的電信號。主要的功能是在頻域里顯示輸入信號的頻譜特性。
[0003]頻譜分析儀依信號處理方式的不同，一般有兩種類型；即時(shí)頻譜分析儀(Real-Time Spectrum Analyzer)與掃描調(diào)諧頻譜分析儀(Sweep-Tuned SpectrumAnalyzer)。即時(shí)頻率分析儀的功能為在同一瞬間顯示頻域的信號振幅，其工作原理是針對不同的頻率信號而有相對應(yīng)的濾波器與檢知器(Detector)，再經(jīng)由同步的多工掃描器將信號傳送到CRT或液晶等顯示儀器上進(jìn)行顯示，其優(yōu)點(diǎn)是能顯示周期性雜散波(PeriodicRandom Waves)的瞬間反應(yīng)，其缺點(diǎn)是價(jià)昂且性能受限于頻寬范圍，濾波器的數(shù)目與最大的多工交換時(shí)間(Switching Time)。
[0004]在現(xiàn)代頻譜分析儀中，為獲得良好的儀器線性度和高分辨率，對信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，ADC的取樣率最少等于輸入信號最高頻率的兩倍，亦即頻率上限是IOOMHz的實(shí)時(shí)頻譜分析儀，需要ADC有200MS/S的取樣率?？焖俑道锶~變換對傅氏變換的理論并沒有新的發(fā)現(xiàn)。
[0005]lm7812是指三段穩(wěn)壓集成電路IC芯片元器件，適用于各種電源穩(wěn)壓電路，輸出穩(wěn)定性好、使用方便、輸出過流、過熱自動保護(hù)。三端穩(wěn)壓集成電路，顧名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，T0-220的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有l(wèi)m9013樣子的T0-92封裝。電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的lm78 XX系列和負(fù)電壓輸出的lm79 X X系列。用Im78/lm79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的lm78或lm79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如lm7806表示輸出電壓為正6V，lm7909表示輸出電壓為負(fù)9V。lm7812則為三端固定正12V輸入的集成穩(wěn)壓器。因?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用。
[0006]IXD12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128X64，內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示8X4行16X16點(diǎn)陣的漢字.也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。
[0007]MAX232芯片是美信(MAXM)公司專為RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5v單電源供電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于對電網(wǎng)諧波間諧波等擾動信號檢測并能實(shí)時(shí)分析其頻譜的電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀。
[0009]本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的，一種電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀，它包括設(shè)有單片機(jī)的主控模塊，主控模塊連接有模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、頻譜顯示模塊、I/o串口通信模塊、電源模塊，信號采集模塊通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與主控制模塊連接；電源模塊與信號采集模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、主控模塊、頻譜顯示模塊連接。
[0010]本實(shí)用新型為了檢測持續(xù)穩(wěn)定，所述的主控模塊包括單片機(jī)、與單片機(jī)連接的復(fù)位電路、時(shí)鐘晶振電路。
[0011]本實(shí)用新型為了控制精準(zhǔn)，所述的單片機(jī)采用的為單片機(jī)Atmega 128L。
[0012]本實(shí)用新型所述的I/O串口通信模塊采用了 MAX232芯片。
[0013]本實(shí)用新型所述的頻譜顯示模塊采用了 IXD12864液晶顯示器，由128*64點(diǎn)組成，采用128點(diǎn)作為橫坐標(biāo),64點(diǎn)作為縱坐標(biāo),且I點(diǎn)代表1Hz。
[0014]本實(shí)用新型為了工作穩(wěn)定，所述的電源模塊包括濾波電容、集成三端穩(wěn)壓器LM7805，為正5V電源輸出的線性直流穩(wěn)壓電源。
[0015]由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型較好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，其
[0016]用于電網(wǎng)電能質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測以及對電網(wǎng)諧波間諧波等擾動信號進(jìn)行頻譜分析，功耗低、性價(jià)比高、具有很好的實(shí)際意義，可通過觀測信號頻譜和相關(guān)數(shù)據(jù)直接判斷電網(wǎng)電能質(zhì)量，使現(xiàn)象更直觀、更明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0019]由圖1可知，一種電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀，它包括設(shè)有單片機(jī)的主控模塊，主控模塊連接有模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、頻譜顯示模塊、I/o串口通信模塊、電源模塊，信號采集模塊通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與主控制模塊連接；電源模塊與信號采集模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、主控模塊、頻譜顯示模塊連接。
[0020]本實(shí)用新型為了檢測持續(xù)穩(wěn)定，所述的主控模塊包括單片機(jī)、與單片機(jī)連接的復(fù)位電路、時(shí)鐘晶振電路。
[0021]本實(shí)用新型為了控制精準(zhǔn)，所述的單片機(jī)采用的為單片機(jī)Atmega 128L。
[0022]本實(shí)用新型所述的I/O串口通信模塊采用了 MAX232芯片。[0023]本實(shí)用新型所述的頻譜顯示模塊采用了 IXD12864液晶顯示器，由128*64點(diǎn)組成，采用128點(diǎn)作為橫坐標(biāo),64點(diǎn)作為縱坐標(biāo),且I點(diǎn)代表1Hz。
[0024]本實(shí)用新型為了工作穩(wěn)定，所述的電源模塊包括濾波電容、集成三端穩(wěn)壓器LM7805，為正5V電源輸出的線性直流穩(wěn)壓電源，市電通過濾波電容進(jìn)行濾波，再由三端穩(wěn)壓集成電路穩(wěn)壓，以給其他模塊供電穩(wěn)定的工作電壓。
[0025]本實(shí)用新型工作時(shí)，電源模塊對與之連接的主控模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、信號采集模塊、頻譜顯示模塊進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的供電；信號采集模塊對電網(wǎng)中的擾動信號進(jìn)行信號采集(通過設(shè)置使單片機(jī)內(nèi)置的ADC采樣間隔時(shí)間，使采樣頻率大于信號頻率的兩倍)，再送到A/D轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，送入主控模塊進(jìn)行處理，處理得到的信號數(shù)據(jù)送入頻譜顯示模塊的IXD12864液晶顯示器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；同時(shí)，通過I/O串口通信模塊將信號發(fā)送給外接的PC機(jī)或外接打印機(jī)，記錄、顯示相關(guān)的數(shù)據(jù)或是對數(shù)據(jù)圖譜進(jìn)行打印，工作人員即可通過觀測信號頻譜和相關(guān)數(shù)據(jù)判斷電網(wǎng)電能質(zhì)量的好壞。
【權(quán)利要求】
1.一種電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀，其特征是它包括設(shè)有單片機(jī)的主控模塊，主控模塊連接有模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、頻譜顯示模塊、I/o串口通信模塊、電源模塊，信號采集模塊通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與主控制模塊連接；電源模塊與信號采集模塊、模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、主控模塊、頻譜顯示模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀，其特征是所述的主控模塊包括單片機(jī)、與單片機(jī)連接的復(fù)位電路、時(shí)鐘晶振電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀，其特征是所述的單片機(jī)采用的為單片機(jī) Atmega 128L。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀，其特征是所述的單片機(jī)采用的為單片機(jī) Atmega 128L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀，其特征是所述的I/O串口通信模塊采用了 MAX232芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀，其特征是所述的頻譜顯示模塊采用了 IXD12864液晶顯示器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)擾動信號頻譜分析儀，其特征是所述的頻譜顯示模塊采用了 IXD12864液晶顯示器。
【文檔編號】G01R23/16GK203535115SQ201320709824
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】李加升 申請人:湖南城市學(xué)院