亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种交流采样测量的频率自动跟踪电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子测量技术领域，具体涉及一种交流采样测量的频 率自动跟踪电路。
背景技术：
伴随着技术的不断进步，电能测量装置的精度也在不断的提高，提高
电能测量精度一般有两种途径1)提高A/D转换器的位数；2)增加一个 周期内的采样点数。但是在满足以上两点的前提下，影响精度的是能否将 一个测量周期非常平均地进行等分，也就是采样周期要与信号周期同步。 电网的频率总是会存在一定的波动，波动大时甚至能达到1HZ，而目前市场 上的电子式电能测量装置一般采用固定频率对电网周波进行采样测量，这 种电能测量装置就不能根据电网频率的变化来调整釆样测量的频率，这就 带来测量上的误差，使精度提高受到限制，

实用新型内容
本实用新型的目的是
提供一种新型交流采样频率跟踪电路能够根据电网频率的变化实时调 节电能测量装置的采样频率，由于本新型的交流采样频率自适应跟踪电路 是通过硬件实现对电网周波的实时跟踪，比用软件方法实现跟踪有更快的 响应速度，从而使电能的测量精度得到很大提高。
本实用新型釆取的技术解决方案如下
一种交流采样测量的频率自动跟踪电路，包括交流电压取样电路、锁 相环电i 各和分频电路；
交流电压取样电路的输入端和交流电网连接，输出端和锁相环电路中 乘法器的一个输入端连接，乘法器的另 一个输入端和分频电路中与被测交 流电频率相同的信号输出端连接，锁相环电路中压控振荡器输出端和分频 电路触发信号输入端连接，采样频率信号由分频电路中某一级分频输出端输出；
交流电压取样电^各包括电压互感器PT，由0P07组成的电压跟随器； 电压互感器PT初级通过电阻Rl和交流电网连接，运算放大器OP07第 2脚、第6脚连接构成电压跟随器，OP07第3脚通过电阻R2和PT次级线 圈一端连接，PT次级线圈另一端接地；电容C1一端接地，另一端和OP07 第3脚连接；
锁相环电路由锁相环芯片NE564和外围元件构成；
电容C3两端分别和NE564第12、 13脚连接，NE564中乘法器的一个输 入端第6脚通过电容C2和OP07第6脚连接，NE564中压控振荡信号由第9 脚输出；
分频电路由双四位计数器芯片74LS393构成；74LS393第6、第13脚 连接；第2、第12脚接地，构成8级分频电路；74LS393第1脚和NE564 第9脚连接，74LS393第8脚和NE564中乘法器的另一个输入端第3脚连接， 交流采样信号由74LS393第3脚输出；
在被测交流电为50Hz工频时，锁相环NE564压控振荡器电容C3为 0.047uF,压控振荡器频率为12800HZ左右，74HC393第3脚输出的交流采 样信号频率为6400hz左右；74HC393第8脚输出信号为50HZ左右。
本实用新型的积极效果是
1、 电能计量精度的提高，使电力企业和电力用户的电费结算更加客观 公正，避免双方的重大经济损失。
2、 同样的方法用于提高电压、电流测量的精度，可以更加准确地监控 电压合格率，保证电网企业的供电质量更加安全、可靠。
3、 同样的方法用于提高无功功率测量的精度，可以更加准确地进行无 功功率补偿，降低线损，节约能源。


图1为本实用新型电路原理图. 具体实施方案
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一 步说明。如附图所示，加在A、 B端的电网电能信号经R1限流后由电压互感器 PT耦合至次级，经电阻R2和电容器Cl组成的低通滤波器得到滤除谐波后 的纯净的电网基波信号，送到运算放大器OP07的3号管脚，OP07的2号管 脚与6号管脚连接构成电压跟随器电路以增加驱动能力，OP07的4号和7 号管脚分别接直流电源的-5V和+5V使基波信号以完整的正弦波波形输出确 保频率的唯一性，经6号管脚输出后由电容器C2消除运算放大器的直流干 扰，送到锁相环电路芯片NE564的6号管脚作为锁相环电路的基准信号。
采样频率的调整由锁相环电路芯片NE564和双四位计数器芯片 74LS393组成。反映电网频率变化的基准信号接在NE564的6号管脚接入锁 相环电路的乘法器；受基准信号控制的锁相环压控振荡器的输出信号从 NE564的9号管脚输出，由分频电路分为2路， 一路分频后作为采样信号， 另一路分频后接在NE564的3号管脚接入锁相环电路的乘法器，与基准信 号相乘后由锁相环低通滤波器得到反映它们频率差值的信号，作为锁相环 压控振荡器的控制信号，去调节压控振荡器的输出频率〗吏3号管脚上信号 的频率和6号管脚上信号的频率一致，实现了采样频率对电网频率波动的 自动捕捉。
电容器C3并接于NE564的12、 13号管脚间，决定锁相环电路中压控 振荡器的固有振荡频率；NE564的9号管脚是压控振荡器的输出信号，接到 计数器74LS393的1号管脚，其频率受基准信号频率即电网频率的调节； 74LS393的第6、第13号管脚相连，第2、第12号管脚接地为低电平，使 74LS393成为8位计数器。
配置电容器C3为0. 047UF,使锁相环电路的压控振荡器的固有频率工 作在12800HZ附近，由于其256分频、50HZ左右的方波信号-5作为基准信 号的电网频率信号在NE564中被锁相环电路实现相位锁定，所以它跟踪以 50HZ为中心点的电网频率波动，这一输出信号接到计数器芯片74LS393的 1号脚作为Q触发器的输入信号，3号脚是其2分频输出端口 ， 8号脚是其 256分频输出端口； 3号脚输出6400HZ左右的方波信号作为交流釆样频率 信号，跟踪电网50HZ频率的波动；8号脚输出50HZ左右的方波信号反馈至NE564的3号脚进入锁相环乘法器作为受控信号，跟踪电网50Hz频率的波 动，与电网频率保持同步。
此外，所述锁相环芯片NE564和计数器芯片7札S393可以用类似功能 芯片代替。所述交流采样测量中的频率自动跟踪电路在电网频率波动情况 下提高电能测量精度的方法，同样适用在电网频率波动情况下提高电压、 电流、功率因数、有功功率、无功功率的测量精度。
权利要求1、一种交流采样测量的频率自动跟踪电路，其特征是所说的交流采样测量的频率跟踪电路包括交流电压取样电路、锁相环电路和分频电路；交流电压取样电路的输入端和交流电网连接，输出端和锁相环电路中乘法器的一个输入端连接，乘法器的另一个输入端和分频电路的与被测交流电频率相同的信号输出端连接，锁相环电路中压控振荡器输出端和分频电路触发信号输入端连接，采样频率信号由分频电路中某一级分频输出端输出。
2、 权利要求1所说的一种交流采样测量的频率自动跟踪电路，其特征 是交流电压取样电路包括电压互感器PT，由0P07组成的电压跟随器；电压互感器PT初级通过电阻Rl和交流电网连接，运算放大器OP07第 2、第6脚连接构成电压跟随器，OP07第3脚通过电阻R2和PT次级线圈一 端连接，PT次级线圈另一端接地；电容C1一端接地，另一端和OP07第3 脚连接。
3、 权利要求l所说的一种交流采样测量的频率自动跟踪电路，其特征 是锁相环电路由锁相环芯片NE564和外围元件构成；电容C3两端分别和NE564第12脚、第13脚连接，NE564中乘法器的 一个输入端第6脚通过电容C2和OP07第6脚连接，NE564中压控振荡信号 由第9脚输出。
4、 权利要求1所说的一种交流采样测量的频率自动跟踪电路，其特征 是分频电路由双四位计数器芯片74LS393构成；74LS393第6、第13脚 连接；第2、第12脚接地，构成8级分频电路；74LS393第1脚和NE564 第9脚连接，74LS393第8脚和NE564中乘法器的另一个输入端第3脚连接， 交流采样信号由74LS393第3脚输出。
5、 权利要求1所说的一种交流采样测量的频率自动跟踪电路，其特征 是在被测交流电为50Hz工频时，锁相环NE564压控振荡器电容C3为/0.047uF,压控振荡器频率为1"00HZ左右，7札S393第3脚输出的交流采 样信号频率为6M0HZ左右；7札SS"第8脚输出信号为SOHZ左右。
专利摘要本实用新型涉及一种交流采样测量的频率自动跟踪电路，包括交流电压取样电路、锁相环电路和分频电路。交流电压取样电路的输入端和交流电网连接，锁相环电路中乘法器的一个输入端和交流电压取样电路输出端连接，乘法器的另一个输入端和分频电路的与被测交流信号频率相同的信号输出端连接。锁相环电路中压控振荡器输出端和分频电路触发信号输入端连接，采样频率信号由分频器电路输出。本实用新型可用于电能计量测量、电压测量、功率测量等领域，提高了测量的精度和速度。
文档编号G01R11/00GK201319041SQ20082018203
公开日2009年9月30日 申请日期2008年12月8日 优先权日2008年12月8日
发明者鸿 徐 申请人:鸿 徐