电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛

标题: 非线性传输线让开发人员一筹莫展 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2014-3-3 17:31 标题: 非线性传输线让开发人员一筹莫展

关键字：遥测系统 DTMF解码器高压脉冲非线性传输线
1982年，我正在为新西兰农场主开发一种用于通电围栏的电话与遥测系统。通常情况下，产生振荡高压的控制器是一个由主电源供电的脉冲生成器，较好的装置用于产生持续20毫秒，高达5kV的单极脉冲，脉冲大约每秒重复一次—不会致命，但足以打消任何再次触碰栅栏的意图。高电压甚至能作用于未剪毛的绵羊。
这样一个栅栏就像一条大约600欧姆阻抗的大地回路传输线，具体要看其结构。系统的极性取决于对闪电的阻抗，闪电中通常包含了因雷击而进入栅栏的负电流，然而一个邻近雷击也可能产生正电流。我所开发的系统使用了偏压阻塞二极管，以防止脉冲烧毁电路（更不用说还能避免听到嘈杂的咔嗒声）。对栅栏中直流电的探测会接通一个DTMF解码器，从而选择接收器。

现场试验是至关重要的。在一家农场里，DTMF解码器产生了数次突发的脉冲输出后，就归于静默。用一只阻塞二极管及示波器做的测试表明，在控制器负脉冲之后有一个12μsec的正脉冲。假设速度系数为0.7，这个数值给出了一个1.25 km（或大约0.75英里）的范围。然而，当我检查栅栏的对地漏电时，却发现整个农场的阻抗超过了3000欧姆。控制器带有一个消除正脉冲的电路。那么，一个低阻抗是如何转换脉冲极性的呢？

我驾车来到里程表指示1.25 km的地方。我没有看到任何杂散电线伸入地面，这是常见的问题。不过，下了车之后，我却听到了每秒一次的咔哒声。

我去看了下栅栏。农民使用的是钢制栅栏桩，并切了等长塑料软管做绝缘体，管上开有纵向缝隙。细钢丝将软管捆绑在钢桩上。虽然有绝缘，但是气隙会被控制器的脉冲击穿，并产生一个正极反射。我向农民解释了这个问题，他后来装了合适的绝缘体。并告诉我说栅栏现在情况“好多了”。

找到了电栅栏电话/DTMF控制器原型失败的原因后，我增加了箝位电路，这样正脉冲就不会到达DTMF解码器。农民们通常在做测试时不会用任何仪器—当然或许会穿橡胶靴—他们只是触碰栅栏以及一片草叶。然而在这种环境下的测试要用电池供电的示波器，因为接地点的电压很容易超过电源供电设备的额定绝缘度。控制器安装教材明确地说：由于有这类电压，控制器地应和交流电源地很好地分隔开来。

在另外一家农场，沿栅栏的电话连接会在控制器脉冲之间，间歇性的断开。我检查了栅栏，它已严重生锈，我必须使用鳄鱼夹（当然有绝缘）才能与地下金属件建立连接。电线之间的连接只是简单地回路套回路。这些也都是生锈的连接，脉冲弧会暂时地将电线焊在一起。不良连接在生锈时也会产生调幅收音机干扰。农民换掉了生锈的栅栏，反正它们越来越不可靠。

为了检查高压脉冲，我们改装了一支Heathkit的电视高压探头，使用了一只拆自汽车点火线的电容，它带一个金属导体，外包一个织带，还有一个分压器和补偿电路，以修正来自一个高于标称电压校正源（管式检查镜）的方波。泰克EHT探头会更好，但是价格太高。

遥测系统的专利最终过期了，这期间没有产生出一个成功的产品。

欢迎光临电子技术论坛_中国专业的电子工程师学习交流社区-中电网技术论坛 (http://bbs.eccn.com/)