具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

图1为本申请实施例的一种用于特高压换流站套管监测的高精度同步采集装置的框图。

本实施例提供的高精度同步采集装置用于对特高压换流站的网侧套管的接地电流进行高精度采集，以便用户能够根据该接地电流计算出套管的介损值，并进一步根据介损值实现对套管的绝缘状况进行评估。

如图1所示，该高精度同步采集装置包括信号调理电路10、并行模数转换单元20和中央处理模块30。该信号调理电路与待监测的套管的末屏适配器连接，该并行模数转换单元分别与信号调理电路、中央处理模块连接。

该信号调理电路包括多个信号调理单元，每个信号调理单元用于接收一个套管的末屏适配器输出的一路接地电流信号，并对该接地电流信号进行调理处理，即对该信号依次进行消抖、滤波、保护和放大处理，并将处理后的接地电流信号输出至并行模数转换电路进行模数转换。

该并行模数转换电路得到多路接地电流信号后，基于中央处理模块输出的周期采样脉冲的约束对每路接地电流信号进行模数转换，得到多个接地电流数据，并输出至中央处理模块。

中央处理模块通过相应的并行端口与并行模数转换模块的输出端连接，用户向该并行模数转换模块输出该周期采样脉冲，并接收并行模数转换电路输出的接地电流数据，并启动DMA搬迁该外接小电流数据，从而实现对套管的接地电流信号的高精度采样。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种用于特高压换流站套管监测的高精度同步采集装置，包括信号调理电路、并行模数转换单元和中央处理模块。信号调理单元用于采集多个套管末端适配器输出的多路接地电流信号；并行模数转换单元的输入端与信号调理单元的输出端连接，用于基于周期采样脉冲对多路接地电流信号进行精确周期采样，得到多个接地电流数据；中央处理模块用于向并行模数转换单元输出周期采样脉冲，并接收并行模数转换单元输出的接地电流数据，并启动DMA搬移接地电流数据。由于其在执行模数转换的时候是基于中央处理模块输出的周期采样脉冲实现的，因此通过该脉冲的约束实现了对套管的接地电流信号的高精度采样。

本实施例中的中央处理模块包括处理器31、配置单元32、外部精确时钟单元33、模拟转换单元34和压控晶体振荡器35，如图2所示，该处理器分别与配置单元、模拟转换单元、压控晶体振荡器连接；压控晶体振荡器还分别与模拟转换单元、配置单元连接；配置单元还与精确时间单元、并行模数转换单元连接。

外部精确时钟单元用于向配置单元输出标准时间脉冲。配置单元设置有时钟同步模块。时钟同步模块用于接收标准时间脉冲，并用于对标准时间脉冲进行锁定，并向并行模数转换单元输出与标准时间脉冲的边界对其的周期采样脉冲。

模拟转换单元用于基于处理器输出的控制电压调节指令向压控晶体振荡器输出控制电压；压控晶体振荡器用于基于控制电压分别向处理器、配置单元输出频率相同的控制频率脉冲信号。通过自动频率控制，实时消除压控晶体振荡器的频率偏移，完成高精度同步采集，同步精度可以控制在100纳秒以内。

本实施例中的中央处理模块用于根据标准时间脉冲执行对时处理，具体步骤如图3所示，其中：

t_s为外部精确时钟单元提供的标准时间脉冲周期；

t_e为内部精确时钟模块锁定外部精确时钟单元提供的标准时间脉冲的时标；

t₁,t₂,t₃,t₄为内部精确时钟模块循环锁定最近四次采样脉冲的时标；

V_Dac为压控晶体振荡器控制电压；

f_inner为部精确时钟模块的时钟频率；

f_s为采样频率。

1、首先进行校准，计算外部精确时钟单元输出的两次标准时间脉冲对应内部精确时钟模块的时间差值，并记录下对应的压控晶体振荡器的控制电压V_Dac，计算公式如下：

2、然后顺次改变压控晶体振荡器控制电压使压控晶体振荡器控制电压为V_Dac′，并重新计算外部精确时钟单元两次脉冲对应内部精确时钟模块的时间差值，公式如下:

3、计算压控晶体振荡器的控制电压变化和内部精确时钟的时间变化的近似线性关系，公式如下：

4、分段使用不同的V_Dac，重复步骤1～3，在压控晶体振荡器控制电压范围内得到压控晶体振荡器控制电压分段的压控晶体振荡器的控制电压变化和内部精确时钟的时间变化的近似线性关系。

根据该近似线性关系获得压控晶体震荡器斜率曲线，产生12比特数字值与模拟控制电压的映射表，通过查询该映射表可以生成数字控制字，方便后续控制并行模数转换单元完成频率控制。

5、将压控晶体振荡器的控制电压恢复到初始V_Dac，然后计算外部精确时钟单元两次脉冲对应内部精确时钟的时间差值和对应的外部精确时钟单元的标准时间脉冲和内部精确时钟模块的最近一次采样脉冲时间差值t_delta。

6、根据外部精确时钟单元的标准时间脉冲的长度和内部精确时钟的时钟频率设置目标时间差值根据采样频率和内部精确时钟模块的时钟频率设置目标采样脉冲时间差值计算公式如下:

7、通过调整V_Dac的值使得和接近，V_Dac调整值ΔV_Dac计算公式如下，k根据步骤4中获得的映射表通过V_Dac查得，此时压控晶体震荡器的频率精度在0.01ppm以下。

ΔV_Dac＝k*Δt_e

8、通过调整V_Dac的值使得t_delta和接近，V_Dac调整值ΔV_Dac计算公式如下，k根据步骤4中获得的映射表通过V_Dac查得

ΔV_Dac＝k*Δt_delta

9、重复步骤7，8保证和t_delta同时收敛在和

另外，本申请中的DMA的启动时间随机，所以还需要确定DMA对应数据的时标，如图4所示，在外部精确时钟单元标准时间脉冲中断中等待2次DMA计数增加后即可确认下标n-1的数据对应的是外部精确时钟单元标准时间脉冲所指示的时间。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。