[實用新型]自適應測頻電路

有效

• 申請號: 201220294021.5
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN202720272U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 朱強;韓媛;許大慶;高雪麗;山陳琦
• 申請（專利權）人: 上海自動化儀表股份有限公司
• 主分類號: G01R23/10
• 分類號: G01R23/10;G01P3/481
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 俞宗耀;朱逸

技術領域

本實用新型涉及汽輪機控制技術，特別是涉及一種自適應測頻電路的技術。

背景技術

汽輪機轉速控制系統中，對汽輪機轉速采集的準確性和實時性要求非常高。現有汽輪機轉速采集方法中，等精度測頻方法是目前應用較多的一種方法，如圖4所示，該方法先預置一個時長為定值的預置閘門時間為t，在t1時刻發送閘門開啟命令后，開始預置閘門時間t的計時，并在隨后的被測信號s1的第一個上升沿到來的t2時刻，開始同時對被測信號s1和時鐘基準信號s0的脈沖個數進行計數，在預置閘門時間t計時結束的時刻t3發送閘門關閉命令，并在隨后的被測信號s1的第一個上升沿到來的t4時刻，同時停止被測信號s1和時鐘基準信號s0的計數，實際閘門時間t’是從t2時刻開始至t4時刻結束，設被測信號s1的頻率為Fc，時鐘基準信號s0的頻率為Fd，被測信號s1的脈沖計數值為Nc，時鐘基準信號s0的脈沖計數值為Nd，則可計算出被測信號s1的頻率為：Fc=（Fd/Nd）×Nc。

等精度測頻方法在汽輪機轉速較高時工作情況十分良好，但是汽輪機的轉速范圍較廣，一般要從零到幾千轉/分，因此等精度測頻方法在實際應用中測量低轉速時會產生兩種情況。

第一種情況如圖5所示，在預置的閘門時間t內無被測轉速信號s1的上升沿，該情況下預置閘門時間t從t1時刻到t3時刻，實際的閘門時間t’等于0，計數器根本沒有啟動對時鐘基準信號s0的脈沖計數，從而導致頻率測量失敗。

第二種情況如圖6所示，被測轉速信號s1的單個周期內，時鐘基準信號s0的脈沖數量大于計數器的計數范圍，該情況下預置閘門時間t從t1時刻到t3時刻，實際閘門時間t’從t2時刻到t5時刻，雖然實際閘門開啟，計數器開始計數，但是由于實際閘門時間t’單個周期過長，在t4時刻對時鐘基準信號s0計數的計數器溢出，從而導致頻率測量失敗。

假設磁阻傳感器在汽輪機每轉一圈時產生60個脈沖信號，當預置閘門時間設定在5ms時，那么汽輪機轉速小于200轉/分（對應頻率200Hz），此時就會發生圖5所示的情況；當使用16位計數器，基準時鐘頻率為2500kHz時，汽輪機轉速小于38轉/分（對應頻率38Hz）時，計數器就會發生圖6所示的溢出情況。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能兼顧汽輪機的高轉速及低轉速狀況，能實現全范圍轉速測量的自適應測頻電路。

為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種自適應測頻電路，其特征在于：包括MPU芯片，CPLD芯片，時鐘基準信號發生源；

所述MPU芯片設有閘門控制端、復位端、閘門狀態反饋端、溢出狀態反饋端、溢出標志清除端，并設有兩組數據接收端；

所述CPLD芯片設有一頻率輸入管腳，并內置有兩個D觸發器及兩個計數器，所述兩個D觸發器分別為第一D觸發器、第二D觸發器，所述兩個計數器分別為第一計數器、第二計數器；

所述第一D觸發器的D端接到MPU芯片的閘門控制端，第一D觸發器的Q端接到MPU芯片的閘門狀態反饋端，并連接到第一計數器及第二計數器的CE端；

所述CPLD芯片的頻率輸入管腳接到第一D觸發器的C端及第一計數器的C端；

所述第二D觸發器的Q端接到MPU芯片的溢出狀態反饋端，第二D觸發器的CLR端接到MPU芯片的溢出標志清除端，第二D觸發器的D端接到第二計數器的OF端；

所述第二計數器的C端接時鐘基準信號發生源；

所述第一D觸發器、第一計數器及第二計數器的CLR端接到MPU芯片的復位端；

所述第一計數器的數據輸出端及第二計數器的數據輸出端分別接到MPU芯片的兩組數據接收端。

進一步的，所述第一計數器是8位計數器，所述第二計數器是16位計數器。

本實用新型提供的自適應測頻電路，利用第一D觸發器捕捉被測頻率信號的上升沿，MPU芯片根據第一D觸發器的反饋信號自適應調整閘門時間，能避免因預置閘門時間內無被測轉速信號上升沿而導致的頻率測量失敗；通過對第二計數器溢出信號的處理，避免了因對時鐘基準信號計數溢出而導致的頻率測量失敗；因此能兼顧汽輪機的高轉速及低轉速狀況，能實現全范圍轉速測量。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的自適應測頻電路的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例的自適應測頻電路中的靈敏度調節回路的電路圖；

圖3是本實用新型實施例的自適應測頻電路中的輸入整形回路的電路圖；