基于高性能dsp的聲磁同步電纜故障定點檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力系統及電子技術中電纜故障定點檢測裝置，特別是一種基于高性能32位DSP的便攜式、可視化聲磁同步電纜故障定點檢測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著社會的飛速發展，土地資源日趨緊張，同時為了美化環境，電力線路由以往占地多的明線方式改為地埋方式。但隨之而來的問題是一旦發生故障，又由于電力電纜的跨越空間大，尋找故障點十分困難，不僅浪費了大量的人力、物力，而且會造成難以估計的停電損失。如工礦生產事故、或銀行系統、機場調度系統、鐵路運輸系統和生活供電的中斷。另一方面，電纜線路的故障診斷比架空輸電線路故障診斷任務要艱巨得多，因為電纜線路不能像架空線路那樣具有直接觀測性。如果電纜故障點的測試結果與實際情況相差較大，那么也就失去了意義。因此，電纜故障定點檢測要求有更為精確的方法。
[0003]電纜故障檢測首先需要確定電纜故障的性質；然后根據故障性質對故障點距離進行粗測；粗測后，用路徑儀確定電纜路徑；根據不同故障性質，選擇合適的定點方法，精確測定故障點位置。因而對電纜故障點的精確定位在電纜檢修中是非常關鍵的一項內容，直接決定了檢修效率。
[0004]精確定點需要借助于一整套基于嵌入式計算機技術的檢測控制裝置，定位精度對嵌入式處理器的計算速度、精度與可靠性的都有很大的關系。由于其對處理器性能要求高，常規的處理器及軟件算法計算精度、速度都遠遠不夠，且抗干擾能力差，傳統的技術已經落后于新興的微電子技術，不能滿足進一步提高電纜故障定點工作特性的要求。
[0005]現有的幾種技術方案詳細列舉如下:
[0006]I)采用由三極管二級放大電路的無線調頻發射器和接收無線調頻發射器所發射信號的接收器構成的電力電纜故障定點儀，主要缺點是通過模擬電路實現，濾波能力弱，無法完成智能背景噪聲濾除功能，例如申請號CN201210164889.8的專利申請。
[0007]2)利用高壓脈沖施加到故障電纜時故障點前后電流方向一致，高壓脈沖結束時由于故障點的存在，故障點前后電流方向相反，引起的電磁場變化的特性確定故障點定點位置。定點精度不夠高，設備功耗大。例如申請號CN200710018621.2的專利申請。
[0008]3)雖然采用了聲磁同步技術實現了電力電纜故障定點檢測，但無數據處理能力，不能實現數字濾波，例如申請號CN01247002.3的專利申請。
[0009]4)采用多傳感器實現的電纜故障智能定點儀，采用四路聲波傳感器及一路電磁波傳感器，但經A/D轉換器將這些信號轉換成五路數字信號后，輸出到單片機中，通過固化的計算程序計算出電纜故障的精確位置，單片機的處理能力弱，運行速度低，不能高效實現背景噪聲濾除和精確計算聲磁同步信號時間差，例如申請號CN201020256531.4的專利申請。

【發明內容】

[0010]本發明的目的是提供一套高精度、便攜式、可視化、穩定可靠的聲磁同步電纜故障定點檢測裝置。
[0011]本發明解決其技術問題所采取的技術方案是:一種基于高性能DSP的電纜故障定點檢測裝置，核心的控制與檢測部分包括533MHz的高性能Blackfin DSP處理器及其外圍電路，同時還包括全定向高靈敏度探地麥克風傳感器及其調理電路、數字音頻放大器及高保真音響級音質輸出耳機、TFT真彩屏等外部電路系統；檢測數據采用經驗模態分解濾波技術，實現智能背景降噪功能；測試點距電纜真正的故障點可以用兩種方法計算出來，一種是沖擊放電噪聲的音量大小，另外一種是故障點放電時刻同時發出的聲音信號與磁場信號到達傳感器的時間差；用于檢測及控制的核心電路集成在一塊8層的印制電路板上。
[0012]該電路板采用8層布線，水晶工藝，表貼電路，歐式接插件，抗電磁干擾達到電磁兼容標準EMC快速瞬變4級標準。本發明具有極高的計算精度和極快的計算速度；超強的抗強電磁干擾能力；多功能綜合和極高的集成度。
[0013]應用32位高性能數字處理芯片DSP作為該裝置的CPU，是在AD和Intel聯合開發的“微信號結構”的基礎上實現的。主要完成檢測數據的分析處理，并以圖形及數字方式給出檢測分析結果，同時輸出濾波處理后的聲音信息。應用全定向高靈敏度探地麥克風傳感器可檢測來自地下的微弱聲音信息，經過低通有源濾波器濾波后送入高精度轉換的24位立體聲AD轉換芯片轉換為數字信號，再通過IIS標準音頻接口傳輸到DSP處理器。DSP中采用基于經驗模態分解技術對音頻信號處理，結合小波變換技術進行濾波，實現了背景噪聲的濾除，同時可實現按用戶設置的低通、帶通、高通濾波參數進行濾波。濾波后的數據再通過數字音頻放大器驅動耳機播放，可獲得卓越的放電聲音音質，背景更加安靜，用來快速、可靠地定點故障點位置。
[0014]核心板電路采用8層布線，水晶工藝，表貼電路，歐式接插件，抗電磁干擾達到電磁兼容標準EMC快速瞬變4級標準。
[0015]由于采用了上述的技術方案，本發明具有的有益效果是:具有極高的計算精度和極快的計算速度；超強的抗強電磁干擾的能力；多功能綜合和極高的集成度。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施方式對本發明進一步說明。
[0017]圖1是本發明基于高性能32位DSP的便攜式、可視化電纜故障定點檢測裝置原理圖。
【具體實施方式】
[0018]在下文中，現在將參照附圖更充分地描述本發明，在附圖中示出了各種實施例。然而，本發明可以以許多不同的形式來實施，且不應該解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本發明的范圍充分地傳達給本領域技術人員。
[0019]在下文中，將參照附圖更詳細地描述本發明的示例性實施例。
[0020]參見附圖1，一種基于高性能32位DSP的便攜式、可視化電纜故障定點檢測裝置，主要由533MHz的高性能Blackfin DSP處理器及其外圍電路組合而成，包括全定向高靈敏度探地麥克風傳感器、有源低通濾波器、24位立體聲AD轉換器、數字音頻放大器及高保真音響級音質輸出耳機、TFT液晶驅動及真彩屏、Flash及SDRAM存儲設備等外部電路系統。用于檢測及控制的核心電路集成在一塊8層的印制電路板上。
[0021]各電路的原理和功能設計如下:
[0022]核心處理器采用美國AD公司的高性能Blackfin系列32位DSP芯片，該芯片主頻達53311取，集成外部存儲器接口、3?1、11(:、113、以1?1^38等接口。其主要功能是控制對探地