[发明专利]一种采集单元积分回路衰减时间常数测试方法

权利要求书

1.一种采集单元积分回路衰减时间常数测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：

在上位机处生成交直流叠加测试波形，对交直流叠加测试波形的数据进行处理得到小电压模拟信号；

获取采集单元积分回路输出的光纤数字信号，结合小电压模拟信号进行测试，得到交直流传变比值；

基于交直流传变比值计算衰减时间常数；

其中，所述获取采集单元积分回路输出的光纤数字信号，结合小电压模拟信号进行测试，得到交直流传变比值，包括：

采用FPGA芯片对小电压模拟信号与来自试品的光纤数字信号进行采集；

分别对标准信号以及包括采集到的光纤数字信号与小电压模拟信号的待测信号进行交直流信号提取；

根据提取结果分别计算直流信号的传变比值k₁与交流信号的传变比值k₂；

所述基于交直流传变比值计算衰减时间常数，包括：

基于直流信号的传变比值k₁与交流信号的传变比值k₂结合公式三计算衰减时间常数，

T_b＝RC≈k₁/ωk₂≈k₁/2πfk₂公式三，

式中，T_b为积分回路的衰减时间常数，C为回路积分电容的电容值，k₁为直流传变比值，k₂为交流传变比值，f为交流频率，ω为角频率；所述在上位机处生成交直流叠加测试波形，对交直流叠加测试波形的数据进行处理得到小电压模拟信号，包括：

在上位机处设置交流幅值、角频率以及直流电压值的预设参数，基于预设参数生成交直流叠加测试波形；

将交直流叠加测试波形的数据进行离散化处理，并在进行D/A转换后得到小电压模拟信号；

所述根据提取结果分别计算直流信号的传变比值k₁与交流信号的传变比值k₂，包括：

在直流与交流频域上得到传变计算公式：

直流传变比值k₁，k₁＝R₂/R₁，

交流传变比值k₂，k₂≈1/ωC/R₁≈1/ωCR₁，

式中，C为回路积分电容的电容值，R₁为有损积分器电路中连接在回路积分电容上的电阻值，R₂为有损积分器电路中并联在回路积分电容上的电阻值，ω为角频率。

2.根据权利要求1所述的采集单元积分回路衰减时间常数测试方法，其特征在于，所述在上位机处设置交流幅值、角频率以及直流电压值的预设参数，基于预设参数生成交直流叠加测试波形，包括：

基于公式一生成交直流叠加测试波形的函数表达式，

v(t)＝U_msin(ωt)+U₀公式一，

式中，v(t)为交直流叠加测试波形的输出幅值，U_m为交流幅值，ω为角频率，计算表达式为ω＝2πf，f为交流频率，U₀为直流电压值，为了防止积分后直流溢出导致的测试误差，测试时U₀低于10mV。

3.根据权利要求1所述的采集单元积分回路衰减时间常数测试方法，其特征在于，所述将交直流叠加测试波形的数据进行离散化处理，并在进行D/A转换后得到小电压模拟信号，包括：

对交直流叠加测试波形的数据进行如公式二所示的离散化处理，

v(n)＝v(nT_s)＝U_msin(ωnT_s)+U₀公式二，

式中，v(n)为离散化输出结果，T_s为离散化的采样隔离时间，n的取值范围为正整数，U_m为交流幅值，ω为角频率，U₀为直流电压值。

4.根据权利要求1所述的采集单元积分回路衰减时间常数测试方法，其特征在于，还包括：

在采用FPGA芯片对小电压模拟信号与来自试品的光纤数字信号进行采集后，基于FFT算法的基波频率测量方法计算得出交流频率f。