장비 구성

코드를 짜기 전에 알면 좋은 하드웨어 개념. 통신 프로토콜의 각 설정값이 왜 그 모양인지 여기서 답이 나온다.

전체 신호 경로

┌────────────────┐ │ 변압기/GIS 등 │ │ (감시 대상 설비) │ └────────┬───────┘ │ 절연 결함부에서 PD 펄스 발생 (ns~µs 짧고 뾰족) ▼ ┌────────────────┐ │ HFCT/UHF 등 센서 │ × 8 채널 │ (PD 신호 픽업) │ └────────┬───────┘ │ 미세 전기 신호 (mV 단위) ▼ ┌──────────────────────────────────────────────────┐ │ T90 (APM7000) 본체 │ │ │ │ 채널마다: │ │ ┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐ │ │ │ AMP │──▶│ FILTER │──▶│ ADC │ │ │ │ (gain) │ │(LPF/BPF│ │ 12bit? │ │ │ └────────┘ │ HPF/BSF│ └───┬────┘ │ │ └────────┘ │ │ │ ▼ │ │ ┌──────────────────────────────────────┐ │ │ │ 원파형 (raw int16 samples) │ │ │ └──────┬─────────────────────┬─────────┘ │ │ │ │ │ │ ▼ TRIG ▼ GATING │ │ ┌────────────┐ ┌────────────┐ │ │ │ SCOPE 패킷 │ │ PQN 처리 │ │ │ │ (raw 그대로)│ │ (위상 binning)│ │ │ └─────┬──────┘ └─────┬──────┘ │ │ │ │ │ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────────┐ │ │ │ sync 입력 │───▶│ 위상 카운터(10ns) │ │ │ │ (외부 또는 │ │ 사이클 0° 추적 │ │ │ │ 내부 발진) │ └─────┬────────────┘ │ │ └──────────────┘ │ 이걸로 PQN 위상 슬롯 │ │ ▼ │ │ SCOPE_DATA / PQN_DATA TCP 송신 │ └────────────────────┬─────────────────────────────┘ │ TCP :31024 ▼ SW

채널 구성

채널 #	역할	SCOPE	PQN
0~7	입력 신호 (PD 센서)	O	O
8	sync (위상 기준)	X (보내지 않음)	O (항상)

입력 채널이 8개라는 점은 변전소 한 베이의 3상 + 중성점 + 차폐 등을 동시 모니터링할 수 있는 수에 맞춰진 것. sync 채널은 AC 전원의 영교차를 따와서 모든 채널의 위상 기준점을 동기화해 준다.

sync — 가장 중요한 회로

sync 가 정확해야 모든 PD 분석이 의미를 가진다. 60Hz 사이클의 0° 시점을 매번 같은 곳으로 잡아야 PRPS/PRPD가 안 흔들리니까.

sync 신호 종류

외부(Ext) — 별도 입력 단자. PT(전압 변성기) 또는 별도 sync 인풋에서 받아옴. 정확.
내부(Int) — 장비 내부 발진. 외부 sync 라인이 없을 때 폴백.

HW_SET_PACKET.sync_sel = 0(int) / 1(ext) 로 선택.

sync 주파수 (sync_freq)

설정 범위 20~300 Hz (PDF), 기본 60 Hz
실제 측정값은 SCOPE_DATA_PACKET.sync_freq 와 PQN_DATA_PACKET.sync_freq 필드에 들어옴
sync를 못 잡으면 sync_freq = -1 (PDF 명시)

sync 주파수가 다르면 위상 카운터 max 도 달라짐

장비 내부 위상 카운터는 10 ns 틱. 60 Hz면 한 주기 = 16,666,666 ns = 1,666,666 틱. sync_freq 가 바뀌면 max 값도 바뀐다.

phase_max ≈ 1e8 / sync_freq

   60 Hz → 1,666,666
  120 Hz →   833,333
  300 Hz →   333,333

SELF_SYNC_ENABLE — 자체 싱크 모드

외부 sync 신호가 없을 때 장비가 자체 발진으로 sync 흉내를 내는 모드. HW_SET_PACKET.sync_freq 값으로 주파수 조절. 켜고 끄려면 MSG_SELF_SYNC_ENABLE 에 magic byte('T'-'9'-'0')와 0/1 페이로드.

증폭 (gain)

채널별 gain (HW_SET.ch_gain[8])

각 입력 채널의 PD 신호 증폭률. 1~60 (기본 27). 매뉴얼은 21/27/33/39/45/51/57/60 8단계로 표시(GAIN_LV1~LV8).

sync gain (HW_SET.sync_gain)

1~7 (기본 2). sync 입력 신호 자체의 증폭.

TRIG — SCOPE 발화 조건

SCOPE 는 매 사이클이 아니라 TRIG 조건이 만족된 순간에만 발화 → SW 로 raw 파형 전송. PD 가 의심되는 순간만 깊게 보려는 설계.

설정	의미
`trig_on`	채널별 TRIG 활성화
`trig_type`	비트 마스크: bit0=H 매칭, bit1=L 매칭, 3=양쪽
`trig_h_lv`	입력이 이 값보다 크면 발화 (H 측)
`trig_l_lv`	입력이 이 값보다 작으면 발화 (L 측)
`trig_depth`	한 발화당 보낼 샘플 수 (기본 500)
`trig_pos`	그 깊이 안에서 TRIG 시점이 위치할 인덱스

trig_pos 가 250 이고 trig_depth 가 500 이면, TRIG 직전 250샘플 + TRIG 직후 250샘플을 함께 보내는 셈.

GATING — PQN의 잡음 차단

PQN 측은 한 사이클 통째로 들여다보면서 PD 펄스를 위상 슬롯에 누적해야 하므로, 잡음을 미리 차단하는 게이팅 회로가 별도로 있다.

설정	의미
`gating_on`	채널별 게이팅 활성화
`gating_src`	다른 채널의 신호를 게이팅 트리거로 쓰기 (다른 PD 센서가 동시 발생을 보면 외란으로 판단)
`gating_thd`	게이팅 발화 threshold
`gating_prd`	게이팅 후 신호를 무효화하는 시간 (10ns 단위, 0~65535)
`pre_gating_len_sel`	게이팅 직전 신호도 무효화하는 시간 (1µs 단위, 0~10)

논리: "이 채널의 펄스가 다른 게이팅 소스 채널에도 동시 잡혔다면 외부 잡음 → 버린다." 절연 내부 PD 는 한 채널에만 잡히는 게 정상.

FILTER — 둘 다 공통

SCOPE/PQN 둘 다 filter_on/filter_type/freq/bandwidth 4종 설정을 따로 가진다. PD 의 주된 주파수 대역(보통 수백 kHz~수 MHz)만 통과시키고 전원 60Hz 잡음과 고주파 잡음은 차단.

filter_type	의미
0	LPF (Low-pass)
1	HPF (High-pass)
2	BPF (Band-pass) — 기본값, PD 측정에 가장 흔함
3	BSF (Band-stop)

num_of_cycle — 한 패킷에 몇 사이클

HW_SET_PACKET.num_of_cycle: 5 ~ 60 (기본 5). "256개 짜리 한 주기 데이터를 몇 주기 묶어 받을지" 의 설정. 값이 클수록 PQN 도착 빈도는 낮지만 한 번에 더 많은 사이클이 들어옴. Rev 2 이전엔 buffer_size 라는 이름이었음.

네트워크

장비는 LAN 의 한 IP 로 떠 있고, SW 가 클라이언트로 접속
장비 IP/MAC 변경: MSG_NET_CFG_SET / 조회: MSG_NET_CFG_INFO
IP 유효성: a/b/c/d 모두 255 불가, a와 d는 0/1 불가

각 설정값의 정확한 byte layout 은 → T90 프로토콜, 흐름은 → 패킷 흐름.