[實用新型]數字頻率測試與發射混合儀

有效

• 申請號: 201120315043.0
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN202221438U
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 劉立祥;王世欽;葉煒;潘熙和;陳志;黃業華;周國斌
• 申請（專利權）人: 武漢長江控制設備研究所
• 主分類號: G01R1/28
• 分類號: G01R1/28
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉志菊

技術領域

本實用新型涉及一種數字頻率測試與發射混合儀，用于水電站控制領域中的轉速測量與試驗，數字頻率測試與發射混合儀具備測試某交流信號的頻率，同時也可產生指定頻率的信號輸出。

該設備采用整形電路單元對輸入的交流信號頻率進行整形，然后對整形后的信號進行頻率測量，同時采用數字技術根據設定要求可以產生指定數字的頻率信號。

背景技術

傳統的數字頻率測試或頻率發射裝置采用8位或16位單片微機來實現，外部輸入的交流信號經整形電路轉換為方波脈沖信號后，送單片機定時計數器中斷輸入口，完成對交流信號頻率的測量。單片機的IO口或PWM口在定時器的配合下，產生指定數字的頻率信號經功率放大后輸出，完成頻率信號的發射。8位或16位單片機微處理器用于頻率測試和頻率發射的定時計數器為16位，頻率測試和發射的精度以及測頻和發頻范圍都有待提高。

發明內容

本實用新型的目的是設計一種精度高、測頻和發頻的頻率范圍寬的數字頻率測試與發射混合儀。

本實用新型的技術方案：本實用新型的種數字頻率測試與發射混合儀包括交流信號輸入端、信號比較整形電路、信號處理電路、頻率輸出電路，其信號處理電路采用MCU處理器，交流信號輸入端通過耦合變壓器與信號比較整形電路連接，信號比較整形電路依次與施密特觸發器和D觸發器連接，D觸發器的輸出與MCU處理器連接，MCU處理器的輸出與輸出驅動器連接，輸出驅動器的輸出端作為頻率發射端；MCU處理器通過總線驅動器、顯示驅動器與數碼顯示器連接。

所述的MCU處理器與兩個單刀復位按鍵組成的檔位開關連接，同時MCU處理器與2～4個頻率增減步進設置按鍵連接。

所述的數MCU處理器與1個頻率測量或者發射功能選擇按鍵連接。

本實用新型的優點：

采用32位ARM7處理器，頻率測量精度高，測頻和發頻的頻率范圍廣，高頻可到1000HZ以上，低頻可到0.01HZ。

數字頻率測試與發射混合儀功能全，專門針對水電站發電機組自動化控制設計，可作為機組一次調頻試驗的專用儀器。

附圖說明

圖1是本實用新型的數字頻率測試與發射混合儀的控制原理框圖。

具體實施方式

圖1是本實用新型的數字頻率測試與發射混合儀的電路原理框圖：

本實用新型包括交流信號輸入端、信號比較整形電路、信號處理電路、頻率輸出電路，其信號處理電路采用MCU處理器，交流信號輸入端通過耦合變壓器與信號比較整形電路連接，信號比較整形電路依次與施密特觸發器和D觸發器連接，D觸發器的輸出與MCU處理器連接，MCU處理器的輸出與輸出驅動器連接，輸出驅動器的輸出端作為頻率發射端；MCU處理器通過總線驅動器、顯示驅動器與數碼顯示器連接。

所述的MCU處理器與兩個單刀復位按鍵組成的檔位開關連接，同時MCU處理器與2～4個頻率增減步進設置按鍵連接。

所述的MCU處理器與1個頻率測量或者發射功能選擇按鍵連接。

本實用新型的工作原理：

1、頻率測量功能：

輸入模擬信號峰峰值100mV～150V，首先通過耦合變壓器進行隔離，然后采用比較電路進行整形，將其整形成方波。為了強信號與弱信號不相互干擾，經過斯密特觸發器進一步整形，施密特觸發器用于將信號整形為標準數字信號，并具有一定的去抖動和去毛刺功能；接下來通過一個D觸發器進行二分頻，整形成0與1的寬度一致的數字信號，避免高低電平時間不一樣導致測量誤差。整形完成后的信號接入MCU處理器的外部中斷系統，外部中斷通過邊沿觸發方式，每次中斷記錄定時器的值，通過每次之間的差值計算頻率，然后將測量完成的信號送入數碼管顯示。

2、頻率發射功能：

本實用新型通過MCU處理器的PWM完成頻率發送，PWM輸出信號通過輸出驅動器提高輸出信號驅動能力。MCU選用ARM7處理器，32位計數器，可以提高頻率測量精度和范圍。輸出驅動器采用MOSFET驅動，驅動電流可以達到1A以上。

本實用新型的數字頻率測試與發射混合儀具有如下功能：

1)本實用新型采用+24VDC輸入，通過24V-5V的DC/DC轉化為+5V，本實用新型的內部工作在+5V。

2)本實用新型具備頻率測量，能測量0.1V～150V?AC交流信號頻率，頻率測試范圍為2Hz～999.99Hz，頻率測試分辨率為0.01Hz。