[實(shí)用新型]用于諧波檢測(cè)的頻率跟隨數(shù)據(jù)采集電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220726634.1
• 申請(qǐng)日: 2012-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN202998069U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈祥;韓明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號(hào): H03M1/12
• 分類號(hào): H03M1/12;G01R23/16
• 代理公司: 上海兆豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及諧波檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于諧波檢測(cè)的頻率跟隨數(shù)據(jù)采集電路。具體地說(shuō)，針對(duì)電能計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行諧波檢測(cè)，混有諧波分量且頻率偏移的輸入信號(hào)不夠準(zhǔn)確的情況，采用頻率跟隨技術(shù)實(shí)現(xiàn)諧波檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集。

背景技術(shù)

在電網(wǎng)中，隨著變頻設(shè)備和非線性設(shè)備的不斷增多，電壓并不是單一的頻率，混有越來(lái)越多的高頻成分，這些高頻分量對(duì)電網(wǎng)中的其他設(shè)備會(huì)造成嚴(yán)重的影響，當(dāng)高頻成分達(dá)到一定程度時(shí)，有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的危害，因此，對(duì)電網(wǎng)中產(chǎn)生高頻成分的控制越來(lái)越重要，那么測(cè)量電網(wǎng)中諧波成分也相應(yīng)的受到重視。

電網(wǎng)中的電壓在產(chǎn)生過程中會(huì)或多或少的產(chǎn)生偏差，并不是一直都是理想的50Hz，會(huì)在50Hz附近波動(dòng)，可能實(shí)際電網(wǎng)中的電壓基波頻率為49～51Hz，那么數(shù)據(jù)采集就會(huì)出現(xiàn)困難，或是采集到的數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確反映實(shí)際情況，在后續(xù)計(jì)算過程中會(huì)造成比較大的誤差。

在現(xiàn)有的電能測(cè)量系統(tǒng)中，對(duì)諧波的測(cè)量總是存在誤差，造成誤差的原因有很多，最重要的一個(gè)誤差原因就是在諧波檢測(cè)時(shí)輸入的原始采集數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，這樣不管后面的計(jì)算怎么精確，都會(huì)存在較大誤差，因此，提出一種提高輸入采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的方法就顯得至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于諧波檢測(cè)的頻率跟隨數(shù)據(jù)采集電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率變化的諧波檢測(cè)輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集，從而方便后續(xù)的諧波檢測(cè)計(jì)算。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：

一種用于諧波檢測(cè)的頻率跟隨數(shù)據(jù)采集電路，采集模擬信號(hào)，包括依次連接的過采樣調(diào)制器、第一梳狀濾波器、第一高通濾波器、頻率計(jì)算電路、分頻器、第二梳狀濾波器以及第二高通濾波器，所述過采樣調(diào)制器還連接所述第二梳狀濾波器，其中：

所述頻率計(jì)算電路包括連接所述第一高通濾波器和分頻器的計(jì)數(shù)器，以及連接所述第一高通濾波器和計(jì)數(shù)器的過零檢測(cè)電路。

上述的用于諧波檢測(cè)的頻率跟隨數(shù)據(jù)采集電路，其中，

所述過采樣調(diào)制器，接收所述模擬信號(hào)并將其量化，轉(zhuǎn)換為脈沖密度調(diào)制信號(hào)，分別輸出給所述第一梳狀濾波器和第二梳狀濾波器；

第一梳狀濾波器，根據(jù)固定的過采樣率對(duì)接收的所述脈沖密度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行積分，得到第一數(shù)字碼，輸出給所述第一高通濾波器；

第一高通濾波器，濾除所述第一數(shù)字碼中的直流分量，將濾波后的第一數(shù)字碼輸出給所述過零檢測(cè)電路和計(jì)數(shù)器；

過零檢測(cè)電路，對(duì)濾波后的第一數(shù)字碼進(jìn)行過零點(diǎn)檢測(cè)，產(chǎn)生過零控制信號(hào)給所述計(jì)數(shù)器；

計(jì)數(shù)器，結(jié)合系統(tǒng)時(shí)鐘對(duì)濾波后的第一數(shù)字碼進(jìn)行計(jì)數(shù)，在接收到所述過零控制信號(hào)時(shí)輸出計(jì)數(shù)器的值，即濾波后的第一數(shù)字碼的頻率，并將計(jì)數(shù)器清零；

分頻器，根據(jù)所述濾波后的第一數(shù)字碼的頻率得到相應(yīng)的分頻數(shù)，對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行分頻，得到過采樣時(shí)鐘，并將該過采樣時(shí)鐘輸出給所述第二梳狀濾波器；

第二梳狀濾波器，根據(jù)所述過采樣時(shí)鐘，對(duì)所述脈沖密度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行積分，得到第二數(shù)字碼，輸出給所述第二高通濾波器；

第二高通濾波器，濾除所述第二數(shù)字碼中的直流分量，輸出濾波后的第二數(shù)字碼。

上述的用于諧波檢測(cè)的頻率跟隨數(shù)據(jù)采集電路，其中，所述第一數(shù)字碼和第二數(shù)字碼均采用二進(jìn)制補(bǔ)碼。

上述的用于諧波檢測(cè)的頻率跟隨數(shù)據(jù)采集電路，其中，所述脈沖密度調(diào)制信號(hào)為PDM碼。

上述的用于諧波檢測(cè)的頻率跟隨數(shù)據(jù)采集電路，其中，所述頻率跟隨數(shù)據(jù)采集電路還包括一連接在所述過采樣調(diào)制器和第二梳狀濾波器之間的延時(shí)電路。

本實(shí)用新型的有益效果是：電能計(jì)量系統(tǒng)（尤其全電子式電能表）進(jìn)行諧波檢測(cè)，本實(shí)用新型針對(duì)混有諧波分量且頻率偏移的輸入信號(hào)，采用頻率跟隨技術(shù)，即根據(jù)輸入信號(hào)基波頻率改變AD（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換過程中過采樣率，使AD轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)在基波信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)一樣，實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率變化的輸入信號(hào)的準(zhǔn)確采集。同時(shí)，本實(shí)用新型抗噪性強(qiáng)，精確度高。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的用于諧波檢測(cè)的頻率跟隨數(shù)據(jù)采集電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中頻率計(jì)算電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中分頻器的原理示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。