專利名稱：高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板及其數(shù)據(jù)處理、控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別適于作為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置和其它電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置的試驗(yàn)裝置。
繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分。運(yùn)行中的電力系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種故障，快速準(zhǔn)確地檢出并切除故障是繼電保護(hù)的首要任務(wù)。而繼電保護(hù)的不正確動(dòng)作(包括非故障時(shí)的誤動(dòng)作和故障時(shí)的拒絕動(dòng)作)將給電力系統(tǒng)帶來(lái)巨大危害，甚至災(zāi)難性的后果。因此，電力系統(tǒng)對(duì)于繼電保護(hù)的可靠性要求特別高，任何一個(gè)繼電保護(hù)裝置在投入電力系統(tǒng)使用前都要經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)，這些試驗(yàn)包括靜態(tài)模擬試驗(yàn)和動(dòng)模試驗(yàn)甚至實(shí)時(shí)仿真試驗(yàn)。
行波保護(hù)是一種反映輸電線路故障瞬間所產(chǎn)生的的暫態(tài)行波而動(dòng)作的繼電保護(hù)，它具有超高速動(dòng)作性能，因此倍受電力系統(tǒng)關(guān)注。但是由于行波信號(hào)的頻率非常高，一般為幾百千赫茲甚至高達(dá)數(shù)兆赫茲，目前國(guó)內(nèi)外的所有繼電保護(hù)試驗(yàn)裝置都無(wú)法提供這種高頻電流和電壓信號(hào)，因此沒(méi)有辦法對(duì)行波保護(hù)裝置進(jìn)行測(cè)試和試驗(yàn)，從而給行波保護(hù)裝置的研制和實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)諸多不便。
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，設(shè)計(jì)出一種高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板，用該模塊構(gòu)成的行波保護(hù)試驗(yàn)裝置可提供高頻、同步的8路試驗(yàn)信號(hào)(四路電流、四路電壓)，實(shí)現(xiàn)對(duì)行波保護(hù)裝置的模擬試驗(yàn)，進(jìn)而使行波保護(hù)裝置的實(shí)用化成為可能；此外，該模板也可以作為其它電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的試驗(yàn)裝置信號(hào)源。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板，其特征在于，包括用于傳送PC機(jī)的暫態(tài)計(jì)算結(jié)果的通信模塊，從該通信模塊讀取、存放暫態(tài)計(jì)算結(jié)果的數(shù)字信號(hào)處理和邏輯控制模塊(DSP)及存于其中的處理、控制軟件程序，將存放在該DSP模塊的暫態(tài)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)換的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行放大輸出的信號(hào)放大輸出模塊。
本發(fā)明提出一種用于上述的高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板的數(shù)據(jù)處理、控制方法，其特征在于，包括以下步驟1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)區(qū)的自檢通過(guò)在未使用區(qū)寫入數(shù)據(jù)并讀回CPU檢查RAM區(qū)狀態(tài)是否正常完好，若好則進(jìn)入接受過(guò)程；2)接受過(guò)程是逐位檢出并接收。先接收幀同步位(起始位)，再接收8位串行數(shù)據(jù)；接收過(guò)程約定為先送高8位、再送低8位，16位(兩幀)數(shù)據(jù)組成一個(gè)轉(zhuǎn)換量，并放置在指定存儲(chǔ)單元；3)回送握手或者轉(zhuǎn)換完畢信息類似于接收過(guò)程；4)轉(zhuǎn)換過(guò)程包括以下步驟(a)接收完畢數(shù)據(jù)包后，按下“轉(zhuǎn)換”按鈕，程序進(jìn)入“轉(zhuǎn)換子程序”；
(b)此時(shí)，首先把兩路待轉(zhuǎn)換量(兩個(gè)16位數(shù)據(jù))拼湊成32位數(shù)據(jù)，高16位一路，低16位為另一路；(c)發(fā)布轉(zhuǎn)換命令，始能數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片(D/A)和采樣保持芯片(S/H)；(d)軟件定時(shí)250納秒，重復(fù)一次轉(zhuǎn)換過(guò)程(使能D/A芯片和S/H芯片一次)，把轉(zhuǎn)換結(jié)果“寄存”在采樣保持芯片中；(e)每1微秒始能一次采樣保持芯片，把輸出模擬量推入信號(hào)放大隔離電路；(f)一定時(shí)間段后，電力系統(tǒng)故障后的暫態(tài)行波過(guò)程基本結(jié)束，程序轉(zhuǎn)入“慢放”狀態(tài)，即100微秒轉(zhuǎn)換一次穩(wěn)態(tài)故障數(shù)據(jù)，20毫秒一個(gè)周期(工頻周期)，之后就轉(zhuǎn)入“循環(huán)”狀態(tài)，一直到“停止轉(zhuǎn)換”按鈕按下為止，結(jié)束全部轉(zhuǎn)換過(guò)程。
本發(fā)明的工作過(guò)程為通信模塊把EMTP(電磁暫態(tài)計(jì)算程序)ATP等暫態(tài)仿真計(jì)算結(jié)果(數(shù)據(jù)文件)傳送給所說(shuō)的DSP模塊，實(shí)現(xiàn)方式為串行通信；所說(shuō)的DSP模塊將獲取數(shù)據(jù)(通信)進(jìn)行存放數(shù)據(jù)操作、控制轉(zhuǎn)換操作；所說(shuō)的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于把數(shù)字量同步轉(zhuǎn)換為模擬量；所說(shuō)的信號(hào)放大輸出模塊把D/A輸出的模擬量轉(zhuǎn)換為幅度可調(diào)、具有一定驅(qū)動(dòng)能力的信號(hào)輸出。
本發(fā)明的特點(diǎn)寬頻帶、高速、同步、低噪聲、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)。
本發(fā)明應(yīng)用范圍1、電力網(wǎng)、發(fā)電廠和變電站用于試驗(yàn)高壓輸電線路、發(fā)電機(jī)、大型電力變壓器等電氣設(shè)備的繼電保護(hù)裝置(包括反映暫態(tài)量的快速繼電保護(hù)裝置)；2、電力網(wǎng)、發(fā)電廠和變電站用于試驗(yàn)其它電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置，像電力系統(tǒng)故障錄波器，電力系統(tǒng)故障事件記錄儀等電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置。
3、其它需要同步、高速度、高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換的場(chǎng)合。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例硬件構(gòu)成框圖。
圖2為本實(shí)施例的通信模塊的硬件連接示意圖。
圖3為本實(shí)施例的DSP模塊的構(gòu)成框圖。
圖4為本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成D/A、S/H控制時(shí)序示意圖。
圖5為本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換電路模塊工作原理示意圖。
圖6為本實(shí)施例的輸出模塊的硬件構(gòu)成示意圖。
圖7為本實(shí)施例的DSP模塊的軟件流程框圖。
圖8為本實(shí)施例的高速數(shù)模轉(zhuǎn)換時(shí)序邏輯圖。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板實(shí)施例如圖1-8所示，結(jié)合各圖詳細(xì)說(shuō)明如下本實(shí)施例硬件構(gòu)成框圖如圖1所示。它由通信部分、DSP數(shù)字信號(hào)處理和邏輯控制部分、數(shù)模轉(zhuǎn)換部分和信號(hào)放大輸出部分四部分組成，其中通信部分(通信模塊)是把EMTP、EMTDC或者ATP等暫態(tài)仿真計(jì)算結(jié)果(數(shù)據(jù)文件)傳送給本板，實(shí)現(xiàn)串行通信。
DSP數(shù)字信號(hào)處理和邏輯控制部分(DSP模塊)，它是該板件的核心，用于從PC機(jī)獲取數(shù)據(jù)(通信)、存放數(shù)據(jù)操作、控制轉(zhuǎn)換操作等。
數(shù)模轉(zhuǎn)換部分(數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊)，它是該板件的關(guān)鍵部分。用于把數(shù)字量同步轉(zhuǎn)換為模擬量。
信號(hào)放大輸出部分(輸出模塊)是把D/A輸出的模擬量轉(zhuǎn)換為幅度可調(diào)、具有一定驅(qū)動(dòng)能力的信號(hào)輸出。
該模板的工作過(guò)程是用PC機(jī)把暫態(tài)計(jì)算結(jié)果傳送給木板件→使用DSP芯片讀取、存放數(shù)據(jù)并分時(shí)下發(fā)給轉(zhuǎn)換電路→執(zhí)行數(shù)模轉(zhuǎn)換→信號(hào)放大輸出。
各部件的組成詳細(xì)說(shuō)明如下1.通信模塊的硬件連接如圖2所示。
通信方式采用串行通信，使用PC機(jī)標(biāo)準(zhǔn)232接口?？紤]到計(jì)算機(jī)只能夠提供異步串行通信方式，而DSP沒(méi)有異步串行通信口，只有同步串行通信口，為完成異步串行通信任務(wù)，本實(shí)施例采用通信收發(fā)芯片MAX232和DSP的I/O口(XF0、XF1)、中斷口(INT0或INT1口)用軟件命令置該口高低電平來(lái)模擬完成異步串行通信任務(wù)。
串行通信需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量為一個(gè)故障擾動(dòng)的8路數(shù)據(jù)。估算如下1路待轉(zhuǎn)換信號(hào)的時(shí)間步長(zhǎng)為1微秒、轉(zhuǎn)換精度為16位、轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)度約為5毫秒，計(jì)約80Kbitc(千位)；8路數(shù)據(jù)量約為610Kbite，考慮到這時(shí)的通信不是實(shí)時(shí)通信，考慮到I/O口的通信能力，通信速率決定選用14100bit/s.通信花費(fèi)時(shí)間約為25秒左右，這個(gè)時(shí)間能夠滿足對(duì)于繼電保護(hù)裝置的調(diào)試需要。
PC機(jī)串行通信軟件采用標(biāo)準(zhǔn)232接口通訊軟件。
2.DSP模塊的構(gòu)成如圖3所示。
本模塊是高速數(shù)模轉(zhuǎn)換模板的核心部分，它由DSP芯片TMS320-C32、高速64K字16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片RAM(IS61C6416)兩片、EPROM(27C010)、高精度晶振等組成，DSP芯片有32根數(shù)據(jù)總線，D0-D15、D16-D31分別與兩片16位RAM(IS61C6416)和兩片D/A(AD768)的16位數(shù)據(jù)線相連。D0-D7與EPROM(27C010)的數(shù)據(jù)線相連。地址總線分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片RAM(IS61C6416)、EPROM(27C010)的地址相連。高精度晶振直接與DSP相連。主要用于完成下述功能1)實(shí)現(xiàn)和PC機(jī)的異步串行通信，占用DSP的I/O口線XF0(用于發(fā)送)，XF1(用于接受)，9位異步通信幀由軟件配成。
2)存放接收到的數(shù)據(jù)，把它們存放到指定存儲(chǔ)單元。
3)分時(shí)把待轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)(250納秒2個(gè)轉(zhuǎn)換字，2*16位)推入兩個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器芯片(每個(gè)16位)，并由軟件下發(fā)開始轉(zhuǎn)換命令；每轉(zhuǎn)換完一路，置該路所對(duì)應(yīng)的采樣保持器S/H進(jìn)入保持狀態(tài)；8路都轉(zhuǎn)換完畢需要上述操作四次，轉(zhuǎn)換完后重新開放S/H，顯然8路同步是由采樣保持電路完成的。
主要芯片DSP選擇為TMS320C32，其主要性能指標(biāo)是單周期指令執(zhí)行時(shí)間為33.3納秒(晶振選擇60MHZ)，32位數(shù)據(jù)總線寬，共有24根地址線(可擴(kuò)展至16兆比特的存儲(chǔ)空間)。
3、本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換模塊構(gòu)成D/A、S/H控制時(shí)序如圖4所示。
該模塊由2個(gè)高速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片D/A(AD768)及分別與之相連的8個(gè)采樣保持器芯片(SH605)組成(圖中只畫出了一路的連接關(guān)系，其它路相同)。前者用于250納秒執(zhí)行一次數(shù)模轉(zhuǎn)換、后者用于對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行保持，用以實(shí)現(xiàn)8路模擬量的同步輸出。
本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換電路模塊工作原理如圖5所示。
1)TMS320-C32有32根數(shù)據(jù)線，它首先把需要轉(zhuǎn)換的每路16位數(shù)據(jù)組合成32位數(shù)據(jù)，原則是高16位一路、低16位一路；2)在1微秒的時(shí)間間隔里，每250納秒每個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器芯片進(jìn)行一次數(shù)模轉(zhuǎn)換操作，并把轉(zhuǎn)換結(jié)果分別推入4個(gè)采樣保持器。本發(fā)明采用兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器芯片，因此共可輸出8路模擬信號(hào)3)1個(gè)微秒釋放1次采樣保持電路。
所有的轉(zhuǎn)換命令和采樣保持器的控制切換命令都由DSP芯片發(fā)出。
采用該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以保證8路輸出同步、而且使用高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器芯片數(shù)量少(2片)，有利于降低成本。
采用該結(jié)構(gòu)的另外一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是該結(jié)構(gòu)可以消除D/A器件本身的固有噪聲，保證轉(zhuǎn)換信號(hào)的質(zhì)量。
4.本實(shí)施例輸出模塊的硬件構(gòu)成如圖6所示。
本模塊主要由8片高速采樣保持器(每個(gè)模擬輸出通道1個(gè))SH605和8片高速運(yùn)算放大器OPA2604構(gòu)成(每個(gè)模擬輸出通道1個(gè))。
由于D/A輸出的模擬信號(hào)是雙極性5V信號(hào)，而且具有一定的負(fù)載能力(10毫安)?？紤]到被調(diào)試裝置對(duì)于信號(hào)幅度、驅(qū)動(dòng)能力的不同要求、考慮到抗干擾需要，設(shè)計(jì)了數(shù)字和模擬信號(hào)隔離回路，用電平感應(yīng)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光電隔離器件，同時(shí)在電路板設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了電磁兼容并采用了四層印制板，以提高實(shí)用性。該電路的運(yùn)算放大器選擇為(OPA2604)。該芯片的靜態(tài)功耗為10毫瓦，輸出電壓范圍可達(dá)到正負(fù)15V，最大輸出功率可達(dá)到100毫瓦，最大電流可達(dá)到15毫安，可以滿足一般情況下的微機(jī)繼電保護(hù)裝置和基于微機(jī)的其它電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置的調(diào)試需要。模擬量輸出的幅值調(diào)節(jié)通過(guò)調(diào)節(jié)電位器Rw1~Rw8來(lái)得到。
圖中使用了8個(gè)雙運(yùn)算放大器芯片OPA2604，每路由一片(兩個(gè)運(yùn)算放大器)構(gòu)成，可提高本轉(zhuǎn)換板驅(qū)動(dòng)能力。
本實(shí)施例的DSP軟件執(zhí)行以下功能1)自檢主要完成RAM區(qū)的自檢；2)方式判斷判斷是通訊還是轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)3)與PC機(jī)的通信(包括接收轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)和回饋轉(zhuǎn)換信息)；4)實(shí)現(xiàn)數(shù)/模轉(zhuǎn)換。
具體步驟結(jié)合軟件構(gòu)成框圖(圖7)所示說(shuō)明如下1)RAM區(qū)的自檢通過(guò)在未使用區(qū)寫入數(shù)據(jù)并讀回DSP，檢查RAM區(qū)和譯碼電路狀態(tài)是否正常完好。
2)方式判斷判斷是通信還是轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，以此控制軟件流程。
3)通信過(guò)程因?yàn)槭褂肈SP的I/O口線，所以實(shí)際的接收過(guò)程是逐位檢出并接收。先接收幀同步位(起始位)，再接收8位串行數(shù)據(jù)。按收過(guò)程約定為先送高8位、再送低8位，16位(兩幀)數(shù)據(jù)組成一個(gè)轉(zhuǎn)換量，并放置在指定存儲(chǔ)單元?；厮臀帐只蛘咿D(zhuǎn)換完畢信息類似于接收過(guò)程。
4)轉(zhuǎn)換過(guò)程簡(jiǎn)述如下(a)接收完畢數(shù)據(jù)包后，接下“轉(zhuǎn)換”按鈕，程序進(jìn)入“轉(zhuǎn)換子程序”；(b)此時(shí)，首先把兩路待轉(zhuǎn)換量(兩個(gè)16位數(shù)據(jù))拼湊成32位數(shù)據(jù)，高16位一路，低16位為另一路；(c)發(fā)布轉(zhuǎn)換命令，始能數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片(D/A)和采樣保持芯片(S/H)；(d)軟件定時(shí)250納秒，重復(fù)一次轉(zhuǎn)換過(guò)程(使能D/A芯片和S/H芯片一次)，把轉(zhuǎn)換結(jié)果“寄存”在采樣保持芯片中；(e)每1微秒始能一次采樣保持芯片，把輸出模擬量推入信號(hào)放大隔離電路。
(f)在一次故障數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，先轉(zhuǎn)換快速衰減的高頻暫態(tài)行波數(shù)據(jù)5毫秒，之后進(jìn)行故障后穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，程序轉(zhuǎn)入“慢放”狀態(tài)，即1毫秒轉(zhuǎn)換一次穩(wěn)態(tài)故障數(shù)據(jù)，20毫秒一個(gè)周期，之后就轉(zhuǎn)入“循環(huán)”狀態(tài)，一直到“停止轉(zhuǎn)換”按鈕按下為止，結(jié)束全部轉(zhuǎn)換過(guò)程。
轉(zhuǎn)換時(shí)序排列如圖8所示。圖中，故障在0秒發(fā)生，0-5毫秒轉(zhuǎn)換暫態(tài)行波；5毫秒之后轉(zhuǎn)換故障后穩(wěn)態(tài)。
采用上述轉(zhuǎn)換方法的原因是滿足短期試驗(yàn)和長(zhǎng)期試驗(yàn)的需要；節(jié)約硬件資源。
故障瞬間含有高次諧波分量、暫態(tài)行波分量，但是這些高頻分量很快衰減，5毫秒的時(shí)間足以反映一般的行波過(guò)程并可以完成對(duì)行波保護(hù)裝置的試驗(yàn)(1微秒一個(gè)樣點(diǎn))；而長(zhǎng)期的穩(wěn)態(tài)工頻分量(50Hz)則不需要很高的轉(zhuǎn)換頻率，較少的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)可以節(jié)約RAM的硬件開銷(1毫秒一個(gè)樣點(diǎn)，重復(fù)播放)。
本實(shí)施例的主要特點(diǎn)及性能指標(biāo)能夠高速、同步地把四路數(shù)字量電壓、四路數(shù)字量電流轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出。其主要性能指標(biāo)如下1、模擬信號(hào)輸出范圍a)信號(hào)幅度±15V，可調(diào)；b)b)信號(hào)頻率1兆赫茲。
2.同步轉(zhuǎn)換路數(shù)8路(三相電壓和零序電壓、三相電流和零序電流)。
3.D/A轉(zhuǎn)換精度16位。
4.同步誤差小于0.5微妙。
5.最小指令周期33.3納秒。
6.可存放數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(循環(huán))128K字。
權(quán)利要求
1.一種高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板，其特征在于，包括用于傳送PC機(jī)的暫態(tài)計(jì)算結(jié)果的通信模塊，從該通信模塊讀取、存放暫態(tài)計(jì)算結(jié)果的DSP數(shù)字信號(hào)處理和邏輯控制模塊及存于其中的數(shù)據(jù)處理、控制軟件程序，將存放在該DSP模塊的暫態(tài)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)換的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行放大輸出的信號(hào)放大輸出模塊，這種經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換后信號(hào)放大輸出的模擬信號(hào)具有與暫態(tài)仿真計(jì)算輸出的數(shù)據(jù)包所帶有的時(shí)標(biāo)步長(zhǎng)同步特征。
2.如權(quán)利要求1所述的高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板，其特征在于，所說(shuō)的通信模塊采用PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)RS232串行口和相應(yīng)的通信程序、DSP的I/O口以及對(duì)該I/O口進(jìn)行控制和管理的通信軟件。
3.如權(quán)利要求1所述的高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板，其特征在于，所說(shuō)的DSP數(shù)字信號(hào)處理和邏輯控制模塊主要由DSP芯片、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片、高精度晶振組成該DSP芯片通過(guò)數(shù)據(jù)總線、地址總線分別與該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器芯片的數(shù)據(jù)線、地址線相連，高精度晶振直接與DSP相連。
4.如權(quán)利要求1所述的高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板，其特征在于，所說(shuō)的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊由2個(gè)高速數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片D/A及分別與之相連的8個(gè)采樣保持器芯片組成。
5.如權(quán)利要求1所述的高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板，其特征在于，所說(shuō)的信號(hào)放大輸出模塊由8片高速采樣保持器(每個(gè)模擬輸出通道1個(gè))和8片高速運(yùn)算放大器構(gòu)成。
6.一種用于如權(quán)利要求1所述的高速同步數(shù)/模轉(zhuǎn)換模板的數(shù)據(jù)處理、控制方法，其特征在于，包括以下步驟1)RAM區(qū)的自檢通過(guò)在未使用區(qū)寫入數(shù)據(jù)并讀回CPU檢查RAM區(qū)狀態(tài)是否正常完好，若好則進(jìn)入接受過(guò)程；2)接受過(guò)程是逐位檢出并接收。先接收幀同步位(起始位)，再接收8位串行數(shù)據(jù)；接收過(guò)程約定為先送高8位、再送低8位，16位(兩幀)數(shù)據(jù)組成一個(gè)轉(zhuǎn)換量，并放置在指定存儲(chǔ)單元3)回送握手或者轉(zhuǎn)換完畢信息類似于接收過(guò)程；4)轉(zhuǎn)換過(guò)程包括以下步驟(a)接收完畢數(shù)據(jù)包后，按下“轉(zhuǎn)換”按鈕，程序進(jìn)入“轉(zhuǎn)換子程序”；(b)此時(shí)，首先把兩路待轉(zhuǎn)換量(兩個(gè)16位數(shù)據(jù))拼湊成32位數(shù)據(jù)，高16位一路，低16位為另一路；(c)發(fā)布轉(zhuǎn)換命令，始能數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片(D/A)和采樣保持芯片(S/H)；(d)軟件定時(shí)250納秒，重復(fù)一次轉(zhuǎn)換過(guò)程(使能D/A芯片和S/H芯片一次)，把轉(zhuǎn)換結(jié)果“寄存”在采樣保持芯片中(e)每1微秒始能一次采樣保持芯片，把輸出模擬量推入信號(hào)放大隔離電路；(f)從故障發(fā)生瞬間到電力系統(tǒng)故障后的暫態(tài)行波過(guò)程基本結(jié)束，這個(gè)時(shí)間段設(shè)定為5毫秒，因此暫態(tài)故障數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)間也是5毫秒；之后，故障過(guò)程仍在繼續(xù)，但暫態(tài)高頻行波分量大量衰減，以低頻周期分量為主，因此程序轉(zhuǎn)入“慢放”狀態(tài)，即1毫秒轉(zhuǎn)換一次穩(wěn)態(tài)故障數(shù)據(jù)，20毫秒一個(gè)周期，之后就轉(zhuǎn)入“循環(huán)”狀態(tài)，一直到“停止轉(zhuǎn)換”按鈕按下為止，結(jié)束全部轉(zhuǎn)換過(guò)程。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域,包括用于傳送PC機(jī)的暫態(tài)計(jì)算結(jié)果的通信模塊,從該通信模塊讀取、存放暫態(tài)計(jì)算結(jié)果的DSP數(shù)字信號(hào)處理和邏輯控制模塊及存于其中的數(shù)據(jù)處理、控制軟件程序,將存放在該DSP模塊的暫態(tài)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)換的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊,對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行放大輸出的信號(hào)放大輸出模塊。本發(fā)明具有全數(shù)字化、可重復(fù)性、寬頻帶、高速、同步、低噪聲、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03M1/00GK1271213SQ0010912
公開日2000年10月25日 申請(qǐng)日期2000年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月9日
發(fā)明者董新洲, 余學(xué)文, 劉建政 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 國(guó)電南京自動(dòng)化股份有限公司