基于DSP的继电器保护测试仪的研究与实现_图文

1、华东师范大掌届工程硕士申请硕士学位论文学校代码学号：儿基于的继电器保护测试仪的研究与实现院、系：往堂隧业：专熬生王摆一研究方向：一墩厶式避瑶指导教师：姓名：呈维堡奎焘强年月基的继电器保护测试仪的研究与实现论文题目：基于的继电器保护测试仪的研究与实现中文捅矍随着新型继电保护装置特别是微机保护的发展，对测试技术有了更高的要求，因此对继电保护测试的要求也越来越高。而继电保护装置的不正确动作多数是由继电保护设备的质量造成的，约占以上，而继电保护测试仪又是继电保护产品设计、生产、检验不可缺少的设备，因此它的质量的好坏直接影响到继电保护装置质量的好坏。本文将讨论如何通过和高速来设计一种继保测试仪，它可以根

2、据用户设定的输入电流、电压的参数，由程序控制信号源控制电子线路、转换、功率放大，输出具有一定功率的电流、电压送给继电保护装置，同时接收继电保护装置的反馈信息，作出系列响应，予以记录，以达到自动测试结果。它能够实现路模拟量的输出、路数字量的输入和路数字量的输出。其模拟量的基本波形为：正弦波、三角波、方波和用户自定义的波形，同时利用了的处理能力来产生用户所指定阶次的谐波，最高可达次谐波。这些测试仪信号源是借助于与高速、高精度的，采用查表和插值的方法来完成的，从而能够实现在内输出一个模拟点，在输出这些模拟量的同时。能够检测继电器的状态参数以及状态参数的变化时间，从而再根据这些状态参数完成相应的数字量

3、的输出，最终检测出继电器的动作参数和动作时间【】钉。为了能够在内完成这一系列的操作，同时还要保证信号的精度就必须要用到。通过使用和高速所产生的信号源，能在频率为时输出高精度的信号。即时在小信号下也同样能够保证其精度。在论文中讨论了系统的硬件设计和软件设计：硬件设计包括外围存储器的扩展、巴特沃斯虑波器的设计、防干扰的隔离串口的设计等；软件则包括引导程序、主程序、通信程序以及产生下弦波的插值算法等模块。在设计中充分利用了的高速处理能力，再加上高速、高精度的转换器，从而完成了高精度信号源的产生。从实际测量结果来看其性能指标完全符合国家有关标准，从而该系统可以用于继电保护装嚣的设计、生产与测试。【关键

4、词】；测试仪；巴特沃斯虑波器：插值；隔离串口【论文类型】应用基础薹王堕！塑些生竖堡塑型堕堡塑婴塞复窭堡：，【，：，曲，曲鼬；，出，；【研基于的继电器保护测试仪的研究与实现学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名：釜左翌日期：苎竺：！盘学位论文使用授权声明本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权

5、将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。学位做作者繇瘩塞鼍导师签日删：型：翌：！日期：基，的继电器保护测试仪的研究与实现第章研究背景研究的意义随着我国经济的高速发展，人民生活水平和社会活动对电力的需求越来越高，保障安全可靠地供电至关重要，当电网和电力系统形成之后，继电器保护便在电网中担负着重托：一是保护电力设备的安全运行：二是保护电力系统稳定运行，因而继电器保护装置本身的可靠性和运行的可靠性是及其重要的。继电保护不正确严重影响电网的安全运行，继电器保护装景

6、的可靠性与制造部门的责任关系极大，主要包括两方面：一是设计质量，二是制造质量。现根据“全国电网继电保护与安全自动装置运行情况统计分析”的资料，选择几例比较大的电网事故来说明继电保护设备的不正确动作对电网安全运行的严重影响。华北电网候村变电站事故。华北电两神候线发生相接地故障，该线路保护正确动作，跳檑、故障消除，但随即神候村侧开关失灵，保护误动，跳神候线三相开关，并跳联变和远跳线路对侧开关，造成候村变电站系统全停。电网花黄线解网事故。西北电网线路、花侧负序方向保护误动跳闸。黄家寨系统与主网解列运行，造成功率缺额，由于青海铝厂低周减载动作过切负荷，致使解列后的黄家寨系统过电压，桥黄线过电压，保护动

7、作过切负荷，全解列后的黄家寨系统过电压，桥黄线过电压保护动作跳闸，导致桥头电厂、黄家寨变电站系统停电。山西河滓电厂事故。山西电网河临线发生相接地故障，河临线两钡主保护正确动作姚闸。与此同时，可津电厂的另外两条出线，河龙线的龙门站侧主保护误动作跳相，重合过程又误跳三相，致使河津包厂与系统脱离，造成全厂停电。南方电网与云南电网解列事故。南方电网天平线因天侧高抗本体线圈温度商，弓起保护误动，开关跳闻，同时天平线天侧阻抗段保护误动跳闸，安全自动装置动作切天生桥电厂台机组并联跳鲁马线，使云南电网与南方电网解歹运行。辽宁电网文成电站号主变东母刀闸瓷拄断裂引起母线故障，母线保护未动作，文成变条出线对侧保护段

8、动作切除故障，造成文成变全停。从以上事故中可以充分地看出出于继电保护装鼹误动或拒动，严重她影响了电网的安全运行，不仅问断对用户的正常供电，而且还会由此造成巨大的、甚基于的继电器保护测试仪的研究与实现至难以估算的经济损失。因此继电器保护装置的可靠性至关重要。据资料显示，由于制造部门的制造质量不良造成继电器保护产品不正确动作占相当大的比例，为以上，因此继保设备的质量成为关键所在。完成对继保设备各项参数的测试便成为继保设备是否合格的关键点，它不仅能够保证产品质量，还能够根据测量值来调整其参数，从而指导产品的设计与生产。而继电器保护测试仪便成为继保产品设计、生产、检验必不可少的设备，它能够模拟电网运行

9、时的各种状态，从而完成继保设备的测试。因此继电保护测试仪质量的好坏将直接影响到继电保护装置的质量，故对继电保护测试仪的研究意义重大。微机型继电器保护测试仪是由人机对话接口设定输入电流、电压的参数，由程序控制信号源指导电子线路、转换、功率放大，输出具有一定功率的电流、电压送给继电保护装曼，同时接收继电保护装置的反馈信息，作出系列响应，予以记录，以达到自动测试结果，并将结果以文字、图表打印报告【¨。国内外研究的现状随着新型继电保护装置特别是微机保护的推广应用，对测试技术有了更高的要求，涉及到计算机自动测试等先进技术的继电保护测试装置也陆续出现。国内和国外生产这种测试仪的厂家也较多，但其性

10、能指标也各不相同。首先查看一下国内外继保测试仪对输出值和设定值的误差处理问题【】【¨：由于测试仪在出厂后，已将其精度校验，但在测试时，一旦负载阻抗较大，输出波形削顶或产生自激振荡，使得输出值和设定值产生误差，像瑞典的虽然采用了测量自动反馈修正，但负载阻抗较大时，功放级饱和后，自动反馈修正的误差反而会变大。江西华东电力仪器厂一采用专有的失真判别措施，当输出电压、电流与计算机设定的误差值超过时发出警告，超过的延时关机，但这也没有从根本上解决问题。其次再来看一下程序控制信号源的产生【¨：目前大多数的试验装置是由数据通信电缆将机中计算好的瞬时值传往，产生信号源，有的是逐点传送的，例

11、如北京威特公司的、广东昂立的其基波每周只有个点，幅频特性很差，谐波叠加和变频试验只是定性的，而非定量的，在这两个项目中输出的试验值与机的整定值有误差。第三，从数模转换来看：由于国内测试仪数模转换位数较少，基于的继电器保护测试仪的研究与实现在工频时精度较好，但在小电压下精度较差。从以上可以看出，无论国内还是国外的继保测试仪都存在不同程度的欠缺。因此关键要解决的问题就是保证频率在下，能够同步输出高精度的信号，以及保证在小信号下，同样能够保证其高精度。为了能够同时输出路模拟量以及在较高频率下也能输出高质量的信号，这就必须保证在一个周期内输出较多的点数，这样就需要使用高速的处理器和高速、高精度的，对于

12、正弦波的输出，可以先将正弦值存放到表中，其间采用插值的方法来完成其它点的输出，考虑到运算速度，为此采用线性插值法。为了改善的输出波形，在的输出端应使用滤波器，由于滤波器的使用以及其后功率放大器的作用，使得最终输出的波形的幅值、相位可能会发生改变，从而口得不到高质量、高精度的波形。在硬件无法达到所需精度的情况下，使用软件对每个通道单独进行幅值和相位的补偿，这样就需要高速的处理器来完成。为了能够快速响应用户对状态参数的改变，串口的波特率相对来说要高，而高波特率带来的问题是通信可靠性的降低，为此采用了隔离串口来解决该问题，同时从端向端传送的数据的方式是批量传送，因此也就解决了在进行谐波叠加和变频试验

13、误差大的缺点。塑堕：堕壅堕堡堡篓型堕垡塑塑塞芝塞垫第章系统数字部分的设计与实现系统总体方案在本设计中采用了高性能的芯片作为，是专门用于数字信号处理的芯片，它计算能力强、运算速度快，同时再加上采用了位高速转换器因此完全能够产生高质量的模拟信号。同时采用了隔离串口的设计，使得与机的通信质量得到保证。主要工作流程是：仪器加电后，首先将中的程序装载到中，然后对一些数字量进行初始化，对仪器中的电压放大器、电流放大器，进行些初始化操作。完成之后就等待与机进行通信，当通信建立之后，就根据机端发送的命令进行一些模拟量的输出、数字量的输入与输出，最终再根据机端的命令完成试验。为了能够真实模拟电网的实际环境，测试

14、仪必须能够输出路的模拟量，其频率至少能够达到，输出的波形可以为正弦波、方波、三角波以及用户自定义的波形：能够完成测试继电器时所需的路开入量、路开出量；能够完成对功率放大部分各种保护信号的检测，同时根据检到的信号完成相应的保护动作。测试仪所能完成的试验有：触发试验、手动试验、故障转换试验、整组试验、动态试验、启动返回实验、毫秒计时试验、谐波触发试验、谐波手动试验等【】【”。测试仪原理框图如图所示：基于的继电器保护测试仪的研究与实现第章系统数字部分的设计与实现系统总体方案在本设计中采用了高性能的芯片作为，是专门用于数字信号处理的芯片，它计算能力强、运算速度快，同时再加上采用了位高速转换器，因此完全

15、能够产生高质量的模拟信号。同时采用了隔离串口的设计，使得与机的通信质量得到保证。主要工作流程是：仪器加电后，首先将中的程序装载到中，然后对一些数字量进行初始化，对仪器中的电压放大器、电流放大器，进行一些初始化操作。完成之后就等待与机进行通信当通信建立之后，就根据机端发送的命令进行一些模拟量的输出、数字量的输入与输出，最终再根掘机端的命令完成试验。为了能够真实模拟电网的实际环境，测试仪必须能够输出路的模拟量，其频率至少能够达到，输出的波形可以为正弦波、方波、三角波以及用户自定义的波形；能够完成测试继电器时所需的路开入量、路开出量；能够完成对功率放大部分各种保护信号的检测，同时根据检测到的信号完成

16、相应的保护动作。测试仪所能完成的试验有：触发试验、手动试验、故障转换试验、整组试验、动态试验、启动返回实验、毫秒计时试验、谐波触发试验、谐波手动试验等【¨。测试仪原理框图如图所示：测试仪原理框图如图所示：基于的继电器保护测试仪的研究与实现毋日目开入量叫数据缓冲。”，一叫一查串【一待加一一。一开出量数据缓冲辟一一叫程序存储器叼明吲蓑电平卜。口、一蔓静墀右：浩婴一“。“。一口口低通滤波器，、模拟信号存储器部分模拟量输出部分图基于的测试仪原理框图硬件数字部分设计主要是围绕进行的，主要有：电源部分设计、复位电路设计、外围存储的扩展（数据存储器、程序存储器、存储器、存放引导程序的存储器）、电路

17、的设计、隔离串口的设计，下面分别具体加以说明。特性是一款高性能的位定点；当其时钟为时，其指令周期为；程序存储单元和数据存储单元相互独立。片上的外设有“：拥有个通道；在线的仿真：有一个位的并行通信接，可以和其它的总线进行通信，如：总线、微处理器、等进行通信；拥有个增强型的同步串（）；一个串（）；还有个可编程的通用输入输出接口（）。片内的存储器有：片内拥有一个位的引导区；总共有基于）的继电器保护测试仪的研究与实现的；程序存储区、指令区、数据区、数据区都是可编程分配的，它们共有位的存储空间。片外可扩展的存储空间：拥有个位的数据扩展空间、个位的程序扩展空间：它们拥有静念和动态控制接口。其封装形式为脚的

18、封装，从而在试制样板时便于检测和调试。在本设计中使用的原因主要是因为它的运算速度快。可达，无论是数据存储区还是程序存储区其存储空间大。这样才能完成路模拟量的处理、路数字量的输入以及路数字量的输出。电源部分设计电源部分的设计使用电源供电的器件主要有：、程序存储器、数据存储器、存储器、数据电平转换器件以及一些译码芯片。根据器件的数据手册，这些器件的最大电流总共为左右，据此选择了公司的电源转换器件，它的输出电压额定值为，最小值为，最大值为，。输入电压范围较宽，输入电压与带负载能力具体为：当输入电压为至时，其输出电流为；当输入电压为至时，其输出电流为。在本设计中，输入电压为，因此它能够满足最大电流为的

19、需要。同时为防止输入电压过大，造成稳压器件的损坏阻及其后集成电路的损坏，在其输入端加入一个的稳压二极管，在其输出端加入一个的稳压二极管。同时在输入和输出端加入一些滤波电容和电感，从而保证输入和输出电压的稳定性。具体设计电路如图所示：【秭图转稳压电路基于的继电器保护测试仪的研究与实现、稳压电路的设计由于、主要给运算放大器供电以及一些基准电压器件的作为输入，而这些基准电压的输入范围较宽，其后还有相应的稳压电路，故对、输入不要很稳定，因此其电路设计较为简单，只是在输入端加入一些滤波电容和电感。具体设计电路如图：、图所示：图稳压电路图稳压电路复位电路的设计系统对复位电路的要求；上电后，能够使复位信号至

20、少保持。调试时，能够进行手动复位；复位信号要有正电平和负电平两种信号；与配合，要有看门狗的功能；在的使用仿真时，能够对其进行复位。为完成具有上述功能的复位电路，复位芯片采用了公司的。其主要功能是：当在加电的瞬间或输入电压小于时其输出端将有一个至少为的低电平：低电平保证在以下，其典型的供电电流为极小。具体设计电路如图所示：，功耗基于的继电器保护测试仪的研究与实现图复位电路的设计其中：、：复位信号，其中当复位时信号为低电平，信号为高电平：为输出的看门狗控制信号，当运行到没有对看门狗进行操作时，该信号将为低电平，从而使得信号为高电平、侬信号为低电平；：仿真复位信号。外围存储器的扩展引导程序存储器的设

21、计首先分析一下的引导模式：的引导模式是由的、（分别是的第、脚）控制的。当上电复位后，在的上升沿锁住、引脚的电平，从而根据这种信号组合成的种状态拥有种操作模一【】、模式：在模式的状态下。将从￥的地址处开始执行程序，并且它的等待周期为个。、模式：在模式的状态下，将从￥的地址处开始执行程序，此时引导程序将把区以￥为起始地址的程序装入到指定的存储区，并且它访问外部的等待周期为个。在读取外部数据时，它是以字节的形式读取的，它读取个字节然后形成一个位的字。首先读取的是字的最低位的字节然后是中间的字节，最后是最高位字节。当程序装载完成后，将从装载程序的起始处开始执行。、模式：在模式的状态下，将从￥的地址处开

22、始执行程序，基于的继电器保护测试仪的研究与实现此时它将通过接口加载程序。其加载程序类似于模式，只不过是通过接口进行的。、模式：模式是保留，以后扩展使用。其它的操作模式就不再介绍，具体查看的用户手册。在本设计中，使用模式作为程序的引导。当上电复位后，出于是在的上升沿锁住、引脚的电平所以为保证操作模式的可靠性，在信号上升后，需要将、的引脚电平仍然保持一段时间（尽管的用户手册上没有要求，但为了引导模式可靠），这样就需要设计一个操作模式电路，因为、引脚还是一个复用引脚，否则可以直接将其接入一个固定的电平，当该电路完成引导操作后，其它复用的功能应该不受影响。在这里仍然运用复位电路所使用的复位芯片的性质，

23、当输入低于时然后又高于时，其输出端输出一个的低电平，这样就可以将的输入端接到的复位引脚来完成所需的功能。具体设计电路如图所示：匕警叫，。严壬叫暑斗芤乙图操作模式电路的设计由于输出的驱动能力有限，在它的输出端加入一个与来增强其驱动能力。当复位事件发生后，复位信号和的模式选择信号的时序如图基于的继电器保护测试仪的研究与实现所示：图模式选择信号时序图由以上的时序可知：当复位信号由低到高后，、信号仍保持一段时间的低电平，这样就保证了在信号的上升沿，锁住、为低电平，为高电平，当引导操作完成后，、其它复用的功能将不受影响。：电路的设计在操作模式中，在访问外部存储器时有个等待周期，因此对的速度要求不是很高，

24、能在以下就可以了，同时由于这是存放引导程序，因此对它的容量有就足够了。为此选择了公司的，它的供电电压为至，数据宽度为位，容量为字节，最快读取周期为，完全能够满足本设计的要求。具体设计电路如图所示：堇！竺墼壁坐墨堡塑型堕垡盟婴窒量壅墨，图控制信号说明：电路的设计接到的第脚（信号）：接到的第脚（）。程序存储器的扩展与设计的程序存储器分为两部分：内部存储器和外部存储器。内部程序存储器可以通过编程来确定其大小，但最多不能超过。而外部程序存储器的大小最多可以扩展为位。同时在访问内部程序存储器和外部程序存储器时其指令周期是不同的，在访问内部程序存储器时，其读写周期为，而访问外部程序存储器时，其读写周期最抉

25、为。也就是说，在编写程序时，要将一些实时性要求较强的程序、运算量大的程序放到内部程序存储器中。而把一些一般性的程序放到外部程序存储器中运行，或者在运行的过程中可以将基于的继电器保护测试仪的研究与实现一些外部程序存储器中的程序搬到内部程序存储器中运行，这样才一能充分发挥的运算能力。在本设计中，内部程序存储器配置为，外部程序存储器扩展为位。由于程序存储器没有数据宽度为位的存储器芯片，有位和位存储器，这样可以用一片位和一片位的存储器组合，形成一个位宽的存储器，但考虑到位芯片与位芯片一致性的问题，故采用片位的程序存储器来扩展为一个位宽的存储器。考虑到在访问外部程序存储器时其读写周期最快为，同时考虑其它

26、的因素，因此外部程序存储嚣的读写周期应在为以下。通过以上分析，选择了公司的系列，容量为，该芯片由供电，访问周期有、级别，综合考虑，选择了级别的存储器，具体型号为。具体设计电路如图（）、图（）、图（）所示：，）船】始幻船脚船帕诧图（）低位程序存储器的设计程且髓船口幻僦尬图（）中位程序存储器的设计基于的继电器保护测试仪的研究与实现船虻。船。船）帕图（）控制信号说明：高位程序存储器的设计接到的第脚（）：接到的第脚（）接到的第脚（）。接到的第脚（）。数据存储器的扩展与设计的数据存储器分为两部分：内部存储器和外部存储器。内部数据存储器可以通过编程来确定其大小，但最多不能超过。而外部数据存储器的大小摄多可

27、以扩展为个位。同时在访问内部数据存储器和外部数据存储器时其指令周期是不同的，在访问内部数据存储器时，其读写周期为，而访问外部数据存储器时。其读写周期最快为。也就是说，在编写程序时，要将一些访问次数多的数据放到内部数据存储器中，而把一些一般性的数据放到外部数据存储器中运行，这样才能充分发挥的运算能力。在本设计中，内部数据存储器配置为，外部数据存储器扩展为位。由于数据存储器没有数据宽度位的存储器芯片，有位和位宽度的存储器，这样可以用片位和位宽度的芯片组合，形成一个位宽的存储器，但考虑到位芯片与位芯片一致性的问题，故采用片位的存储器来扩展为一个位宽的存储器。考虑到在访问外部数据存储器时其读写周期最快

28、为，同时考虑其它的因素，因此外部数据存储器的读写周期应在为以下。通过以上分析，选择了公司的系歹，该芯片由供电，容量为，访问周期有、级别，综合考虑，选择了级别的存储器，具体型号为。基于的继电器保护测试仪的研究与实现具体设计电路如图（）、图（）、图（）所示：蓖船釉蟛船堂羔罨。一。旧，（坠圭：直、陀图（）低位数据存储器的设计矗直庀，髓，肋幻？船船圩型三巳；！，幻蕊意皇，芒栅塾，玎土直矗】直辅串图（）中位数据存储器的设计型？坠基于的继电器保护测试仪的研究与实现虻尼。脚船三喜，】【盯望！船眦巧卫，型铂！图（）高位数据存储器的设计存储器接口的设计由于内部没有，因此的程序需要保存在外部的非易失的存储器中，为

29、此选择了作为的主程序存储器，这样通过机端的软件就很方便更新的主程序。中不仅要存储的主程序，还要存放一些重要的数据，如：为配合对每一路所进行的一些精度校验，用户所进行的一些操作与结果的保存，这些都要存放到中。根据以上分析以及以后程序扩展等，的容量应大一些。同时考虑到的资源，选择串口的比较适合本设计。为此选择了公司的，它的供电电压为到，正好与的电平相配合：它的访问接口为串行接口，最大时钟频率为；对它进行的编程操作是按页进行的，它共拥有页，每页有个字节；支持页和块的擦写；拥有两个字节缓冲区，口从而使得在对内部单元编程时也可以接收数据“一。的功能框图如图所示：基于的继电器保护测试仪的研究与实现）黛篇图

30、的功能框图接口电路如图所示：啦唑罩再，醛里卓辱肥种骶。，型拦兰卜而习壁坐芒嚣肯一图控制信号说明：接口电路接的第脚（）：接的第脚（）；接的第脚（）；接的第脚（）；接接的第脚（）。电路的设计在一定的采样频率下，小信号精度仅与的位数有直接的关系。对于满量程为交流有效值），如果采用位的转换器，其量化误差约为，基下的继电器保护测试仪的研究与实现采用位时则只有，对于输出电流其衰减分别为和通过对离散信号的傅里叶分析，采用位，在的输出电流中含有定成分的、等谐波信号。而采用位，在电流中所包含的谐波信号在以上，这些谐波完全可通过低通滤波过滤掉。另外，小信号的精度问题也可采用信号分档的办法得到解决。在本设计中由于需

31、要输出路模拟信号，而且这些信号应是同步输出，考虑到输出精度与输出路数，为此选用公司的。该芯片为位的转换器件，其转换时间为，单电源供电为，双电源供电为±，双数掘缓冲区，可以从的数据缓冲区中读取数据，可通过编程的方口法将内部的寄存器数值同时复位至或。主要控制引脚说明：第至脚：至，转换后的位数据；第脚：，复位选择引脚，它决定了信号的动作，当它为高电平时，复位命令将把中寄存器的内容置为；当为低电平时，复位命令将把中寄存器的内容置为。第脚：复位信号，边沿触发。第脚：，用于装载寄存器中的数据开始转换，上升沿触发。第脚：，当信号为低时，从输入寄存器中读取控制数据。第、脚：、，当信号为低时，通过、的

32、组合用于选择转换的通道。第脚：，片选信号，低电平有效。第、脚：、通道转换后的模拟量的输出端。基于的继电器保护测试仪的研究与实现转换器的基准电压电路的设计【“妒丰牛于一意、，产一一。一，二。上划懈一至。抛静。阡。焉票芋划刍。苎，：图转换器的基准电压电路其中采用高精度的，为的稳压管，精度为基于的继电器保护测试仪的研究与实现转换电路的设计强墨墨鞋磐口芝、南嚣舌堞城吐飞群窭麟一珏、手一丁图前四路转换电路图中间四路转换电路基于的继电器保护测试仪的研究与实现图后四路转换电路数据缓冲电路的设计由于电源电压为，其数据线、地址线的电平也为，但的电源电压为，它的地址线、数据线、以及控制线等都为，所以在和之间需要电

33、平转换芯片，这样才能使和之间的电平相匹配。由于和之间的数据通信为双向的，故电平转换的芯片的传输方向也应为双向的。出于以上的考虑，选择了公司的，该芯片为双电源供电（和），位双向的电平转换器。并且还可以通过其，引脚控制数据传输的方向，当其输出使能端为高电平时，、两侧的数掘总线为高阻状态。具体的传输方向与相应的总线状态如表所示：表输入操作模式低电平低电平侧数据向侧传输低电平高电平侧数据向侧传输高电平高阻状态基于的继电器保护测试仪的研究与实现数据缓冲电路的具体设计如图、图、图、图所示，鹰帕图控制信号的电平转换器电路，帕图低位数据信号电平转换电路帆，皿嘲；船日矗出甜图中位数据信号电平转换电路基于的继电器

34、保护测试仪的研究与实现罴，吖矗，船图高位数据信号电平转换电路隔离串口电路的设计由于测试仪中的电源、放大器都是采用开关放大技术，同时其功率较高，因此它的干扰较大，为了保证与机通信质量的可靠性，设计了隔离串，这样不但防止外部串口电压的变化破坏机器的串口电路，同时也提高了串口通信的可靠性。要实现和机串口通信的隔离必须要有与隔离的电源、隔离电源采用了公司的一，它的输入电压范围为到，输出电压为，功率为，输入与输出是隔离的。具体的电路如图所示：厂、：。“，）：孛肇图。一脯。一帕隔离电源电路图中为一共模线圈，主要为了防止的输入端对的干扰，因为是开关电源，开关频率为左右，容易对输入端的电压产生干扰”“，王同时也是滤波器的输入电源，所以一定要保证不要受到干扰。图中就是隔离后的电压。有了隔离电源，为了能够使得与机的通信口实现隔离，还需要使用高速光藕，光藕采用的是公司的，它的速度为，输入电流典型值为。具体电路如图所示：基于的继电器保护测试仪的研究与实现卜一，南。立蚓【一二。专哪：！专一毅匝三图隔离光藕电路为了能够实现与机的通信，还需要将电平转换为电平，在本设计中转换的芯片采用了公司的，采用供电，拥有两路收发电平的转换，但在本设计