【摘要】：雷電已成為信息化技術(shù)中的一大公害,雷電流特征參數(shù)的測(cè)量對(duì)于雷電研究和雷電防護(hù)有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的雷電流記錄裝置已不能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的雷電流監(jiān)測(cè)需求,傳統(tǒng)裝置通常只能獲取雷電流的峰值、極性、發(fā)生時(shí)間等簡(jiǎn)單參數(shù),且容易受到干擾,錯(cuò)誤地將環(huán)境中的噪聲當(dāng)作雷擊并記錄下來(lái),存儲(chǔ)效率低下。本課題針對(duì)傳統(tǒng)雷電流記錄裝置的不足,設(shè)計(jì)了具備抗干擾特性的雷電流記錄裝置,在獲取雷電流特征參數(shù)并復(fù)現(xiàn)雷電流波形的同時(shí),還可以剔除噪聲信號(hào),只保留真實(shí)的雷擊數(shù)據(jù),提高了雷電流監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。本論文的主要內(nèi)容如下:1、根據(jù)功能和指標(biāo)要求,設(shè)計(jì)了雷電流記錄模塊硬件部分和軟件部分的整體架構(gòu),分析了各功能模塊的作用;2、采用冗余設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理通道的方式,結(jié)合數(shù)據(jù)處理算法,實(shí)現(xiàn)雷電流記錄的抗干擾特性;3、分析了雷電流記錄模塊的功能需求,根據(jù)需求完成模塊各部分的芯片選型,實(shí)現(xiàn)了單通道20MSPS的采樣率和波形記錄時(shí)長(zhǎng)可達(dá)100ms的雙通道雷電流波形存儲(chǔ)系統(tǒng);4、根據(jù)雷電流記錄模塊復(fù)雜的工作環(huán)境,設(shè)計(jì)了可靠的硬件架構(gòu)和豐富的通訊接口,使之具備穩(wěn)定的運(yùn)行能力和靈活進(jìn)行組網(wǎng)能力,實(shí)現(xiàn)大區(qū)域范圍內(nèi)的多點(diǎn)實(shí)時(shí)雷電監(jiān)測(cè)。通過(guò)以上內(nèi)容的研究,設(shè)計(jì)了低成本、便攜的抗干擾型雷電流記錄模塊,實(shí)現(xiàn)了高精度(12bit分辨率)波形采集、大時(shí)間跨度(100ms)雷電流波形記錄和噪聲信號(hào)剔除等功能,使之能廣泛適用于風(fēng)電、電力、鐵路等各行業(yè)。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM933.1
【圖文】：

AC 是受 DSP 控制的，因此增益調(diào)節(jié)部分是可程控的。 驅(qū)動(dòng)電路用于將單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。ADC 的信號(hào)輸入是 可知，信號(hào)調(diào)理通道的前四部分輸出的均為單端信號(hào)，因此需要絡(luò)使信號(hào)滿(mǎn)足 ADC 的輸入要求。轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)C 器件的選型流記錄模塊本質(zhì)上是一個(gè)采集系統(tǒng)，ADC 就是整個(gè)采集系統(tǒng)最DC 的性能關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的性能，其轉(zhuǎn)換速率是雷電流記錄模，其轉(zhuǎn)換性能決定著雷電流記錄模塊再現(xiàn)波形的能力。產(chǎn)品指標(biāo)要求，ADC 的選型主要依據(jù)有：采樣率（不小于 20M（不小于兩通道）和垂直分辨率（不小于 12bit）。除此之外，還（串行或并行）、控制方式、芯片價(jià)格和芯片尺寸等方面考慮。前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)可購(gòu)買(mǎi)的滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)指標(biāo)的 ADC 種類(lèi)和廠(chǎng)家繁多，I 公司生產(chǎn)的 ADC3221 來(lái)采集雷電流信號(hào)。

第三章 雷電流記錄模塊硬件電路設(shè)計(jì)最終的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量為 20M×0.1s×16bit=32Mb，即下，若對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽點(diǎn)平滑處理，則可采取一塊容量為 4MB 的 SRAM 即可滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)的了ISSI公司所生產(chǎn)的IS61WV204816BLL-10BL，操作所需的時(shí)間為 10ns。選用的是工業(yè)級(jí)的芯片，滿(mǎn)足指標(biāo)要求中對(duì)雷電流記錄模塊的工作溫度和外圍電路設(shè)計(jì)圍電路較為簡(jiǎn)單。以本設(shè)計(jì)中選用的 IS61WV204如圖 3-5 所示[28]。

圖 3-8 SN65HVD1473 的結(jié)構(gòu)框圖定義分別為 R（接收數(shù)據(jù)輸能），D（發(fā)送數(shù)據(jù)輸入）。連接的是系統(tǒng) CPU 端口上的之相反的，RS422 芯片的接收，發(fā)送差分對(duì) Z 口，Y 口致通訊失敗。電路如圖 3-9 所示，SN65HSP 上的對(duì)應(yīng)引腳相連，DS收使能。本設(shè)計(jì)在 SN65HV3 芯片提供過(guò)壓保護(hù)。同時(shí)，。TXGPIOSN65HVD1473TXRE#TX+TX-

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2804381