申请/专利权人：国网江苏省电力有限公司检修分公司;国网江苏省电力有限公司;国家电网公司

申请日：2017-12-29

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN108120859B

主分类号：G01R1/18

分类号：G01R1/18;G01R1/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2018.06.29#实质审查的生效;2018.06.05#公开

摘要：本发明公开了一种主动式电磁屏蔽发生装置，放大器U1A的同相输入端分别连接R2的一端和C2的一端，R2的另一端依次串接R5、R4和R1的一端，C2的另一端连接C1的一端，C1的另一端与R1的另一端连接后连接恒压源V1，放大器U1A的输出端分别连接其反相输入端和R3的一端；放大器U2A的同相输入端分别连接R3的另一端和R6的一端，R6的另一端接地，放大器U2A的输出端分别连接R8的一端、C3的一端、C4的一端和其反向输入端，C3的另一端连接C4的另一端后连接于R4和R5之间，R8的另一端连接R7的一端，R7的另一端连接于C2和C1之间。本发明突破传统的电磁被动屏蔽式去除电磁干扰，而使用主动电磁发生方式来减小和抑制电磁环境的干扰方式。

主权项：1.一种主动式电磁屏蔽发生装置，其特征在于：包括：放大器U1A、放大器U2A、电阻R1～R8和电容C1～C4；放大器U1A的同相输入端分别连接电阻R2的一端和电容C2的一端，电阻R2的另一端依次串接电阻R5、电阻R4和电阻R1的一端，电容C2的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端与电阻R1的另一端连接后连接恒压源V1，放大器U1A的输出端分别连接其反相输入端和电阻R3的一端；放大器U1A的电源正极接电源VCC，其电源负极接地；放大器U2A的同相输入端分别连接电阻R3的另一端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地，放大器U2A的输出端分别连接电阻R8的一端、电容C3的一端、电容C4的一端和其反向输入端，电容C3的另一端连接电容C4的另一端后连接于电阻R4和电阻R5之间，电阻R8的另一端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接于电容C2和电容C1之间；放大器U2A的电源正极接电源VCC，其电源负极接地；放大器U1A和放大器U2A的型号均为AD8602ARM；放大器U1A的输出端还分别连接示波器的正极端和波特显示仪的正极输出端，示波器的负极端接地，波特显示仪的正极输入端连接恒压源，其负极输入端和负极输出端均接地。

全文数据：一种主动式电磁屏蔽发生装置技术领域[0001]本发明属于电磁场抗干扰技术领域，具体涉及一种主动式电磁屏蔽发生装置。背景技术[0002]在没有做屏蔽的情况下，我们的电子设备会受到直击雷或间接雷等强电磁干扰源的影响导致设备无法工作或工作出现异常，最严重时出现损坏，这是比较常见的电磁干扰显现，另外一种现象就是，我们在打雷的时候听收音机，看电视，使用电脑，收音机会出现“吱啦”的噪音，电视机，电脑会出现图像抖动等等，这些都是雷电产生的干扰造成的电磁干扰。[0003]变电站的高压试验设备、控制设备及其他的一些计量、监测设备应确保安全可靠工作。然变电站电磁环境复杂多变，这些设备能否满足高压变压站的这种电磁环境的要求尚不确定。因此，现场试验或运行时需要一个能为这些设备提供可以让其安全正常工作的电磁环境相对净空间，从而保障变电站中设备运行的稳定性和安全性。[0004]电力系统的微机保护装置、测控装置、仪器仪表等装置或系统是电力系统的核心控制部分。为了保障电力系统安全、稳定的运行，投入电力系统中使用的装置或系统需要满足电磁兼容标准的要求，并通过表中的电磁抗扰度试验。但电力系统现场电磁环境干扰情况复杂，一是频率成分多样，以工频电磁干扰为主；而是电磁干扰之强非其它工况科比。其中，开关操作引起的电快速瞬变脉冲群骚扰和雷电波等瞬态电磁干扰对装置或系统的干扰最为严重。所以一般的装置或系统在投入运行前，必须通过电快速瞬变脉冲群抗扰度试验和浪涌抗扰度试验，需要运行现场提供一个电磁干扰相对温和甚至一个电磁净空间。[0005]因此，研制一个电磁净空间发生器对电力系统现场试验或重要设备长期运行的环境均有着重要意义，研究电磁净空间发生器使得一个独立的空间具备抗电快速瞬变脉冲群骚扰的措施，对于改善装置与系统所处的电磁环境，增强其抗扰度性能，有效抑制电快速瞬变脉冲群骚扰对其的干扰，保证装置或系统的可靠工作，保障电力系统安全稳定运行有重要意义。[0006]通过在变电站中实施电磁环境净空间发生器的架设，实现对变电站中进行试验及使用的特殊控制、测量、计量等二次设备进行电磁隔离和电磁防护，使其工作在相对干净的电磁环境空间，保障其安全和稳定运行，加强变电站设备运行稳定性和安全性的进一步提高，达到最大应用效果和经济效益。发明内容[0007]本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种主动式电磁屏蔽发生装置，能在保证其他频率的信号不损失的情况下，有效的抑制输入信号中某一频率或多个频率信息，从而去除空间环境中的干扰电磁信号。[0008]为解决现有技术问题，本发明公开了一种主动式电磁屏蔽发生装置，包括:放大器U1A、放大器U2A、电阻Rl〜R8和电容Cl〜C4;[0009]放大器UlA的同相输入端分别连接电阻R2的一端和电容C2的一端，电阻R2的另一端依次串接电阻R5、电阻R4和电阻Rl的一端，电容C2的另一端连接电容Cl的一端，电容Cl的另一端与电阻Rl的另一端连接后连接恒压源VI，放大器UlA的输出端分别连接其反相输入端和电阻R3的一端;放大器UlA的电源正极接电源VCC，其电源负极接地；[0010]放大器U2A的同相输入端分别连接电阻R3的另一端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地，放大器U2A的输出端分别连接电阻R8的一端、电容C3的一端、电容C4的一端和其反向输入端，电容C3的另一端连接电容C4的另一端后连接于电阻R4和电阻R5之间，电阻R8的另一端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接于电容C2和电容Cl之间;放大器U2A的电源正极接电源VCC，其电源负极接地。[0011]作为优选方案，电阻Rl、电阻R2、电阻R8和电阻R3均为相同阻值，电阻R4、电阻R5和电阻R6均为相同阻值，电容CU电容C2、电容C3和电容C4均为相同电容值，电阻R7和电阻R8的阻值和等于电阻Rl与电阻R4的阻值和的二分之一。[0012]作为优选方案，电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8的阻值分别为5.1kQ、5.1kQ、5.1kQ、91kQ、91kQ、91kQ、43kQ和5.1kQ，电容C1、电容C2、电容C3和电容C4的电容值均为33nF，电源VCC的电压为5V，恒压源Vl的电压为100mV、频率为50Hz。[0013]作为优选方案，放大器UlA和放大器U2A的型号均为AD8602ARM。[0014]作为优选方案，放大器UlA的输出端还分别连接示波器的正极端和波特显示仪的正极输出端，示波器的负极端接地，波特显示仪的正极输入端连接恒压源，其负极输入端和负极输出端均接地。[0015]作为优选方案，示波器的型号为XSCl，波特显示仪的型号为XDPl。[0016]本发明具有的有益效果：[0017]1、本发明采用运算放大器及一些简单的电阻电容器件实现电磁干扰的陷波发生方式，能够很好的抑制电磁干扰，使用方便简单。[0018]2、本发明采用的运算放大器、电阻、电容等器件均为电子材料市场中最常见器件和器材，既能够实现电磁抗干扰，又能使装置制作生产选材方便，制作容易，装置功耗低、结构简单，灵敏度高。[0019]3、本发明突破传统的电磁被动屏蔽式去除电磁干扰，而使用主动电磁发生方式来减小和抑制电磁环境的干扰方式，直接采用简单常见的元器件和材料进行加工和实现，使得装置体积小、重量轻、价格低廉，更易于广泛使用和普及。附图说明[0020]图1为本发明的发生原理图；[0021]图2为本发明的幅频特性图；[0022]图3为本发明一个优选实施例的电路连接图；[0023]图4为图3所示实施例的电磁抑制效果分析图。具体实施方式[0024]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。[0025]如图1所示，本发明的主动式电磁屏蔽发生装置的发生原理主要包括选频部分、放大器部分、反馈部分三个部分。借助于两级运算放大器和电阻电容来实现的双T型带阻滤波器为基础并加入压控反馈。[0026]对于A点求节点电流方程⑴有：[0028]同样，对于B点求节点电流方程⑵有：[0030]同样，对于C点有节点电流方程⑶：[0033]由上述的（1、⑵、（3式可以得到此电路的传输函数为：[0035]此时令s=jω得至1，[0037]当ω=ω〇时Gjω=〇,此时能滤除.的频率，而对于其他频率，Gjω约为I，能很好的使其他频率的信号通过。令Gjω=0.707得到两个截止频率为：[0040]此时可以得到陷波器的带宽BW和其Q值分别如下：[0043]因此，当1时，Q值极高，BW接近于零，所以可以改变m的值来调节带宽，Q值越大，带阻曲线越窄，限波效果约好，幅频特性如图2所示。[0044]在上述原理基础上，得到本发明一个优选实施例的具体电路连接方式如图3所示，一种主动式电磁屏蔽发生装置，包括:放大器U1A、放大器U2A、电阻Rl〜R8和电容Cl〜C4;放大器UlA的同相输入端分别连接电阻R2的一端和电容C2的一端，电阻R2的另一端依次串接电阻R5、电阻R4和电阻Rl的一端，电容C2的另一端连接电容Cl的一端，电容Cl的另一端与电阻Rl的另一端连接后连接恒压源VI，放大器UlA的输出端分别连接其反相输入端和电阻R3的一端;放大器UlA的电源正极接电源VCC，其电源负极接地。[0045]放大器U2A的同相输入端分别连接电阻R3的另一端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地，放大器U2A的输出端分别连接电阻R8的一端、电容C3的一端、电容C4的一端和其反向输入端，电容C3的另一端连接电容C4的另一端后连接于电阻R4和电阻R5之间，电阻R8的另一端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接于电容C2和电容Cl之间;放大器U2A的电源正极接电源VCC，其电源负极接地。[0046]基于上述原理，要使得f〇=50Hz，且m值接近1，则电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8的阻值分别为5.1kQ、5.1kQ、5.1kQ、91kQ、91kQ、91kΩ、43kΩ和5.IkΩ，电容Cl、电容C2、电容C3和电容C4的电容值均为33nF，电源VCC的电压为5V，恒压源Vl的电压为100mV、频率为50Hz。放大器UlA和放大器U2A的型号均为AD8602ARM。[0047]电容Cl〜C4,电阻1?1、1?2、1?4、1?5、1?7和1?8主要用于确定中心频率的值，可以通过改变这些电阻与电容来选择需要滤除的频率值。[0048]电阻R3与R6用于确定m的值，其能控制滤波特性，包括带阻滤波的频带宽度和Q值的高低。放大器UlA用作放大器，其输出端做为整个电路的输出；放大器U2A用作电压跟随器，与输出端组成电压反馈电路，在电路中引入正反馈，当信号频率趋于零时，由于电容的阻抗趋于无穷大，则正反馈很弱；当信号的频率很高时，由于电容的阻抗此时很小，因此第7节点电压趋于零。则只要正反馈引入得当，就既可能在中心频率点使放大倍数增大，又不会出现自激震荡。[0049]如图4所示，放大器UlA的输出端还分别连接示波器的正极端和波特显示仪的正极输出端，示波器的负极端接地，波特显示仪的正极输入端连接恒压源，其负极输入端和负极输出端均接地。示波器的型号为XSC1，波特显示仪的型号为XDP1。在电路信号源端加50hz的正弦信号源，接通电路开始进行仿真，打开波特显示仪XDPl和示波器XSC1，则可以得到仿真波特图，示波器显示此时能很好的抑制50hz的工频信号，波特图示仪显示陷波器中心频率为50.003hz，并以-38.835dB衰减，由此说明本发明设计的滤波器为窄带滤波器，有很高的Q值，能准确的对指定频率进行滤除。[0050]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种主动式电磁屏蔽发生装置，其特征在于:包括:放大器U1A、放大器U2A、电阻Rl〜R8和电容Cl〜C4;放大器UlA的同相输入端分别连接电阻R2的一端和电容C2的一端，电阻R2的另一端依次串接电阻R5、电阻R4和电阻Rl的一端，电容C2的另一端连接电容Cl的一端，电容Cl的另一端与电阻Rl的另一端连接后连接恒压源VI，放大器UlA的输出端分别连接其反相输入端和电阻R3的一端;放大器UlA的电源正极接电源VCC，其电源负极接地；放大器U2A的同相输入端分别连接电阻R3的另一端和电阻R6的一端，电阻R6的另一端接地，放大器U2A的输出端分别连接电阻R8的一端、电容C3的一端、电容C4的一端和其反向输入端，电容C3的另一端连接电容C4的另一端后连接于电阻R4和电阻R5之间，电阻R8的另一端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接于电容C2和电容Cl之间;放大器U2A的电源正极接电源VCC，其电源负极接地。2.根据权利要求1所述的一种主动式电磁屏蔽发生装置，其特征在于：电阻RU电阻R2、电阻R8和电阻R3均为相同阻值，电阻R4、电阻R5和电阻R6均为相同阻值，电容CU电容C2、电容C3和电容C4均为相同电容值，电阻R7和电阻R8的阻值和等于电阻Rl与电阻R4的阻值和的二分之一。3.根据权利要求2所述的一种主动式电磁屏蔽发生装置，其特征在于：电阻RU电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8的阻值分别为5.lkQ、5.1kQ、5.1kQ、91kQ、91kQ、91kQ、43kQ和5.1kQ，电容Cl、电容C2、电容C3和电容C4的电容值均为33nF，电源VCC的电压为5V，恒压源Vl的电压为IOOmV、频率为50Hz。4.根据权利要求1至3任一所述的一种主动式电磁屏蔽发生装置，其特征在于:放大器UlA和放大器U2A的型号均为AD8602ARM。5.根据权利要求1至3任一所述的一种主动式电磁屏蔽发生装置，其特征在于:放大器UlA的输出端还分别连接示波器的正极端和波特显示仪的正极输出端，示波器的负极端接地，波特显示仪的正极输入端连接恒压源，其负极输入端和负极输出端均接地。6.根据权利要求5所述的一种主动式电磁屏蔽发生装置，其特征在于:示波器的型号为XSCl，波特显示仪的型号为XDPl。

百度查询： 国网江苏省电力有限公司检修分公司;国网江苏省电力有限公司;国家电网公司 一种主动式电磁屏蔽发生装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD