用于电流检测装置的特征电流接收电路和电流检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电流检测技术领域，具体地涉及一种用于电流检测装置的特征电流接收电路和电流检测装置。


背景技术：

2.在低压电力线高速载波通信台区中，特征电流常用于户变关系识别，在载波通信单元的性能评估及生产阶段需要对特征电流功能进行测试，而已有的特征电流测试装置需要模拟现场应用环境并用示波器直接采集电力线上的特征电流信号，再通过人眼观察信号波形是否正确，该种方式效率低下且容易出错。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了提供一种用于电流检测装置的特征电流接收电路和电流检测装置，该用于电流检测装置的特征电流接收电路和电流检测装置具有能够提升特征电流检测效率的优点。
4.为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种用于电流检测装置的特征电流接收电路，电流检测装置用于对被测单元的特征电流进行检测并包括电连接的处理器和特征电流接收电路，特征电流接收电路包括：
5.取样电路，取样电路的输入端和被测单元通过电力线连接，用于获取被测单元释放出的特征电流调制信号和电力线负载的杂波信号；
6.解码电路，和取样电路的输出端电连接，用于去除杂波信号并获取特征电流解调信号；
7.判决电路，判决电路的输入端和解码电路的输出端电连接，判决电路的输出端和处理器电连接，用于输出符合处理器接收标准的标准特征信号。
8.在本实用新型的实施例中，解码电路包括：
9.滤波电路，和取样电路的输出端电连接，用于去除杂波信号；
10.谐振放大电路，和滤波电路的输出端电连接，用于对特征电流调制信号进行谐振放大处理以获取预设频率特征电流调制信号；
11.检波电路，和谐振放大电路的输出端电连接，用于对预设频率特征电流调制信号进行包络处理以获取特征电流解调信号。
12.在本实用新型的实施例中，滤波电路包括第一电容、第二电容、第一电阻和第二电阻，第一电容和第一电阻组成高通滤波器，第二电容和第二电阻组成低通滤波器。
13.在本实用新型的实施例中，谐振放大电路包括由第三电容、第四电容、第五电容并联组成的电容电路和与电容电路串联的第一电感。
14.在本实用新型的实施例中，检波电路为峰值包络检波电路。
15.在本实用新型的实施例中，判决电路包括第一集成运算放大器、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电容，第三电阻、第四电阻和第一集成运算放大器串联，第五电阻、第六
电容和第一集成运算放大器并联。
16.在本实用新型的实施例中，判决电路还包括并联之后与第一集成运算放大器串联的第七电容和第八电容。
17.在本实用新型的实施例中，特征电流接收电路还包括与取样电路的输入端电连接的指示电路。
18.在本实用新型的实施例中，特征电流接收电路还包括一端和取样电路的输出端电连接，另一端和滤波电路的输入端电连接的放大电路。
19.本实用新型第二方面提供一种电流检测装置，电流检测装置包括上述的用于电流检测装置的特征电流接收电路。
20.通过上述技术方案，用于电流检测装置的特征电流接收电路包括处理器和特征电流接收电路，特征电流接收电路包括取样电路、解码电路和判决电路，取样电路用于获取被测单元释放出的特征电流和电力线负载的杂波信号；解码电路用于去除杂波信号并对特征电流调制信号进行解码以获取特征电流解调信号；判决电路用于对特征电流解调信号进行判决处理以输出符合处理器的接收标准的标准特征信号，方案简单可靠，有利于提高被测单元特征电流功能的检测效率，缩短测试时间。
附图说明
21.图1是本实用新型实施例中特征电流接收电路示意图；
22.图2是本实用新型实施例中电流检测装置的组成示意图；
23.图3是本实用新型实施例中电流检测装置和被测单元的连接示意图。
24.附图标记说明
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取样电路
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101
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电流互感器
[0026]
102
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第十二电阻
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103
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第十三电阻
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解码电路
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201
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滤波电路
[0028]
2011
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第一电容
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2012
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第二电容
[0029]
2013
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第一电阻
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2014
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第二电阻
[0030]
202
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谐振放大电路
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2021
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第三电容
[0031]
2022
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第四电容
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2023
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第五电容
[0032]
2024
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第一电感
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203
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检波电路
[0033]
2031
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检波二极管
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2032
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第六电阻
[0034]
2033
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第七电阻
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2034
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第九电容
[0035]
2035
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第十电容
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判决电路
[0036]
301
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第一集成运算放大器
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302
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第三电阻
[0037]
303
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第四电阻
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304
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第五电阻
[0038]
305
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第六电容
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306
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第七电容
[0039]
307
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第八电容
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指示电路
[0040]
401
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整流二极管
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402
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第八电阻
[0041]
403
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发光二极管
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放大电路
[0042]
501
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第二集成运算放大器
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502
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第九电阻
[0043]
503
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第十电阻
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504
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第十一电阻
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处理器
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601
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虚拟电能表模块
[0045]
602
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虚拟集中器模块
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603
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组网检测模块
[0046]
604
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控制模块
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陪测模块
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衰减模块
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被测单元
具体实施方式
[0048]
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0049]
本实用新型的实施例中提供一种用于电流检测装置的特征电流接收电路，用于电流检测装置的特征电流接收电路用于对被测单元9的特征电流功能进行检测并包括信号连接的处理器6和特征电流接收电路，被测单元9为电能表中的通信单元，如图1所示，特征电流接收电路包括取样电路1、解码电路2和判决电路3，具体地，取样电路1的输入端和被测单元9通过电力线连接，用于获取被测单元9释放出的特征电流和电力线负载的杂波信号，其中，被测单元9的输入端和处理器6信号连接，在处理器6发出的预设控制命令下发出指定的特征电流，该预设控制命令中包括有预设特征电流信息，预设特征电流信息包括特征电流的开关频率、特征信息以及信号高/低电平脉宽等，被测单元9的输出端和取样电路1的输入端通过电力线连接，特征电流通过电力线传送给取样电路1，电力线传递特征电流时会将其自身负载的工频杂波信号一起传递给取样电路1，取样电路1在接收到特征电流之后对其进行调制以获得调制后的特征电流调制信号(特征电流调制信号为电压信号)；解码电路2和取样电路1的输出端电连接，用于去除杂波信号并对特征电流调制信号进行解码以获取特征电流解调信号(特征电流解调信号为电压信号)，解码电路2的输入端会接收到取样电路1传递出的特征电流调制信号和杂波信号，而杂波信号的存在会对特征电流调制信号的解码造成干扰，因此需在特征电流调制信号解码前对杂波信号进行过滤；判决电路3的输入端和解码电路2的输出端电连接，判决电路3的输出端和处理器6电连接，用于对特征电流解调信号进行判决处理以输出符合处理器6的接收标准的标准特征信号(标准特征信号为电压信号)，处理器6在接收到标准特征信号后对其携带的特征电流信息进行分析对比，若特征电流信息和预设特征电流信息一致，则说明被测单元9发出的特征电流信号正确，被测单元9的特征电流功能正常；若特征电流信息和预设特征电流信息不一致，则说明被测单元9发出的特征电流信号不正确，被测单元9的特征电流功能不正常。
[0050]
在本实用新型的一个实施例中，解码电路2包括滤波电路201、谐振放大电路5202和检波电路203，具体地，滤波电路201的输入端和取样电路1的输出端电连接，用于去除杂波信号，取样电路1的输出端会将杂波信号和特征电流调制信号一同传递给滤波电路201的输入端，为避免杂波信号对特征电流调制信号的解码造成干扰，滤波电路201过滤掉杂波信号后再将特征电流调制信号传递给谐振放大电路5202；谐振放大电路5202的输入端和滤波电路201的输出端电连接，用于对特征电流调制信号进行谐振放大处理以获取预设频率特征电流调制信号；检波电路203的输入端和谐振放大电路5202的输出端电连接，用于对预设频率特征电流调制信号进行包络处理以获取特征电流解调信号，便于判决电路3进行判决处理。
[0051]
在本实用新型的一个实施例中，滤波电路201包括第一电容2011、第二电容2012、第一电阻2013和第二电阻2014，第一电容2011和第一电阻2013组成高通滤波器，第二电容2012和第二电阻2014组成低通滤波器，杂波信号和特征电流调制信号混合在一起形成混合信号，而杂波信号中带有高频和/或低频的干扰成分，高通滤波器用于去除混合信号中不必要的低频成分，低通滤波器用于去除混合信号中不必要的高频成分，仅使得特征电流调制信号通过滤波电路201并传递给谐振放大电路5202。
[0052]
在本实用新型的一个实施例中，谐振放大电路5202包括由第三电容2021、第四电容2022、第五电容2023并联组成的电容电路和与电容电路串联的第一电感2024，第三电容2021、第四电容2022、第五电容2023和第一电感2024组成串联谐振放大电路5202，以便对特征电流调制信号进行谐振放大。
[0053]
在本实用新型的一个实施例中，检波电路203为峰值包络检波电路203，检波电路203包括共同组成峰值包络检波电路203的检波二极管2031、第六电阻2032、第七电阻2033、第九电容2034和第十电容2035，其中，第六电阻2032为调试电阻，第七电阻2033为负载电阻，第九电容2034为滤波电容，第十电容2035为耦合电容。
[0054]
在本实用新型的一个实施例中，判决电路3包括第一集成运算放大器301、第三电阻302、第四电阻303、第五电阻304和第六电容305，第三电阻302、第四电阻303和第一集成运算放大器301串联，第五电阻304、第六电容305和第一集成运算放大器301并联，判决电路3的判决处理是指判决电路3将电压信号形式的特征电流解调信号(即gpio-10)和预设判决电压进行比较，若特征电流解调信号大于预设判决电压，则特征电流解调信号为高电平，判决电路3输出的标准特征信号为标准的高电平信号；若特征电流解调信号小于预设判决电压，则特征电流解调信号为低电平，判决电路3输出的标准特征信号为标准的低电平信号。
[0055]
在本实用新型的一个实施例中，判决电路3还包括并联之后与第一集成运算放大器301串联的第七电容306和第八电容307，第七电容306和第八电容307为第一集成运算放大器301工作电压的滤波电容，用于对第一集成运算放大器301的工作电压进行滤波处理。
[0056]
在本实用新型的一个实施例中，特征电流接收电路还包括与取样电路1的输入端电连接的指示电路4，该指示电路4具有l端和n端，取样电路1包括第一输入端和第二输入端，第一输入端和l端电连接，第二输入端和n端电连接，指示电路4包括串联在l端和n端之间的整流二极管401、第八电阻402和发光二极管403，当l端和n端之间通过交流220v时，发光二极管403点亮，能够防止检测人员误触，保证人身安全。
[0057]
在本实用新型的一个实施例中，特征电流接收电路还包括一端和取样电路1的输出端电连接，另一端和滤波电路201的输入端电连接的放大电路5，放大电路5包括第二集成运算放大器501、第九电阻502、第十电阻503和第十一电阻504，用于将特征电流调制信号进行放大(特征电流调制信号放大的同时杂波信号也被放大)，该放大电路5的放大倍数为第十一电阻504的电阻值除以第十电阻503的电阻值之后获得的数值。
[0058]
在本实用新型的一个实施例中，取样电路1包括电流互感器101、第十二电阻102、第十三电阻103，电流互感器101包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，第一输入端和l端电连接，第二输入端和n端电连接，第一输出端和第十二电阻102连接，第二输出端和第十三电阻103连接，用于将特征电流从电力线上取出来(取出时附带有杂波信号)，再利用第十二电阻102、第十三电阻103进行分压，其中，第十三电阻103两端的电压作
为特征电流调制信号，方便后续电路进行处理。
[0059]
本实用新型第二方面提供一种电流检测装置，电流检测装置包括上述的用于电流检测装置的特征电流接收电路，电流检测装置构成特征电流功能测试环境以便对被测单元9的特征电流功能是否正常进行检测，被测单元9为电能表中的通信单元。
[0060]
在本实用新型的一个实施例中，如图2-3所示，用于电流检测装置的特征电流接收电路包括处理器6(本实施例中的处理器6为mcu)、陪测模块7、衰减模块8和特征电流接收电路，处理器6包括信号连接的虚拟电能表模块601、虚拟集中器模块602、组网检测模块603和控制模块604，其中，虚拟电能表模块601和被测单元9的输入端信号连接，被测单元9的输出端和特征电流接收电路的输入端通过电力线连接，虚拟集中器模块602和陪测模块7的输入端信号连接，陪测模块7的输出端和衰减模块8的输入端通过电力线连接，陪测模块7(陪测模块7为陪测cco，cco是指中央协调器)和被测单元9组成通信网络且陪测模块7是该通信网络中的主节点；衰减模块8(衰减模块8为hplc衰减器)的输出端和特征电流接收电路的采集端通过电力线连接，能够模拟真实的电力线信道衰减；特征电流接收电路的输出端和控制模块604信号连接。
[0061]
上述用于电流检测装置的特征电流接收电路的检测流程如下：
[0062]
在检测流程开始之前，控制用于电流检测装置的特征电流接收电路给被测单元9上电，使被测单元9工作处于正常状态以开启检测流程；
[0063]
检测流程开始后，虚拟电能表模块601向被测单元9发送使能命令，使能被测单元9的特征电流功能；
[0064]
被测单元9的特征电流功能使能完成后，组网检测模块603检测被测单元9与陪测模块7之间的组网状态，若两者组网失败，退出检测流程；若两者组网成功，控制虚拟集中器模块602向陪测模块7发送命令，陪测模块7在上述命令控制下通过其与被测单元9的通信网络向被测单元9发送预设控制命令，以请求被测单元9向特征电流接收电路发送特征电流；
[0065]
被测单元9在接收到预设控制命令后发出指定的特征电流，特征电流接收电路在接收到特征电流及电力线上负载的杂波信号后对两者进行取样处理、过滤处理、解码处理和判决处理后获得了标准特征信号，再将标准特征信号发送给控制模块604；
[0066]
控制模块604对标准特征信号携带的特征电流信息进行分析对比后，若特征电流信息和预设特征电流信息一致，则说明被测单元9发出的特征电流信号正确，被测单元9的特征电流功能正常；若特征电流信息和预设特征电流信息不一致，则说明被测单元9发出的特征电流信号不正确，被测单元9的特征电流功能不正常。
[0067]
进一步地，若被测单元9支持扩展命令，则可以在不组网的情况下，由虚拟电能表模块601单独向被测单元9发送预设控制命令，以请求被测单元9发送特征电流而无需陪测模块7和衰减模块8。
[0068]
本实施例中的用于电流检测装置的特征电流接收电路结构简单，在对被测单元9的特征电流功能进行检测时不需要外接测试仪器，可靠性高，测试时间短，不需要人工分析信号，测试效率高且不易出错。
[0069]
本实用新型提供一种用于电流检测装置的特征电流接收电路和电流检测装置，用于电流检测装置的特征电流接收电路包括处理器和特征电流接收电路，特征电流接收电路包括取样电路、解码电路和判决电路，取样电路用于获取被测单元释放出的特征电流和电
力线负载的杂波信号；解码电路用于去除杂波信号并对特征电流调制信号进行解码以获取特征电流解调信号；判决电路用于对特征电流解调信号进行判决处理以输出符合处理器的接收标准的标准特征信号，方案简单可靠，有利于提高被测单元特征电流功能的检测效率，缩短测试时间。
[0070]
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
[0071]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0072]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0073]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。