[發(fā)明專利]高精度交流信號(hào)過(guò)零檢測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510525509.2
• 申請(qǐng)日: 2015-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105092948A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張玎橙;黃家才
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G01R19/175
• 分類號(hào): G01R19/175
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高精度交流信號(hào)過(guò)零檢測(cè)裝置，還涉及一種高精度交流信號(hào)過(guò)零檢測(cè)方法，屬于信號(hào)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的交流信號(hào)過(guò)零檢測(cè)電路種類繁多，其中利用光耦器件進(jìn)行過(guò)零檢測(cè)的電路得到廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)有光耦器件檢測(cè)裝置是用兩個(gè)光耦構(gòu)成，其檢測(cè)方法是利用交流信號(hào)在接近過(guò)零點(diǎn)時(shí)光耦截止的特性實(shí)現(xiàn)過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)。由于光耦的截止并不是嚴(yán)格對(duì)應(yīng)交流信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)，因此存在死區(qū)、過(guò)零不精確、誤差大等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高精度交流信號(hào)過(guò)零檢測(cè)裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中光耦器件過(guò)零檢測(cè)存在死區(qū)、過(guò)零不精確、誤差大的技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：高精度交流信號(hào)過(guò)零檢測(cè)裝置，包括光耦器件U1、光耦器件U2和可編程邏輯器件，所述光耦器件U1、光耦器件U2分別包括：各自的發(fā)光二極管和與發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏三極管；

待檢測(cè)的交流信號(hào)的L端分別與光耦器件U1的陽(yáng)極、光耦器件U2的陰極電連接，N端分別與光耦器件U1的陰極、光耦器件U2的陽(yáng)極電連接；

所述光耦器件U1的集電極、光耦器件U2的集電極分別與可編程邏輯器件的I/O輸入口連接，同時(shí)分別與電源VCC的輸出端電連接；光耦器件U1的發(fā)射極、光耦器件U2的發(fā)射極分別接地；

所述可編程邏輯器件的I/O輸出口與主電路數(shù)字量輸入口連接；

當(dāng)交流信號(hào)的L-N端波形輸出正半周時(shí)，光耦器件U1的發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光耦器件U1的光敏三極管導(dǎo)通，輸出低電平；同時(shí)光耦器件U2的發(fā)光二極管截止，光耦器件U2的光敏三極管截止，輸出高電平；

當(dāng)交流信號(hào)的L-N端波形輸出正半周時(shí)，光耦器件U2的發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光耦器件U2的光敏三極管導(dǎo)通，輸出低電平；同時(shí)光耦器件U1的發(fā)光二極管截止，光耦器件U1的光敏三極管截止，輸出高電平；

所述可編程邏輯器件根據(jù)光耦器件U1、光耦器件U2輸出的電平信號(hào)檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述交流信號(hào)的L端依次串聯(lián)限流電阻R1、限流電阻R2后，再分別與光耦器件U1的陽(yáng)極、光耦器件U2的陰極電連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光耦器件U1的集電極、光耦器件U2的集電極分別通過(guò)各自的上拉電阻與電源VCC的輸出端電連接。

本發(fā)明的另一目的在于，提供一種高精度交流信號(hào)過(guò)零檢測(cè)方法，包括如下步驟：

步驟一：可編程邏輯器件采集光耦器件U1、光耦器件U2輸出的電平信號(hào)，并對(duì)采集的電平信號(hào)取反，分別記為：S1、S2；

步驟二：可編程邏輯器件對(duì)信號(hào)S1和S2進(jìn)行或非邏輯運(yùn)算，得到方波信號(hào)S3；

步驟三：可編程邏輯器件測(cè)量方波信號(hào)S3的脈沖寬度；

步驟四：可編程邏輯器件在方波信號(hào)S3寬度的一半時(shí)，通過(guò)I/O輸出口輸出窄脈沖S4，S4即對(duì)應(yīng)交流信號(hào)L、N的過(guò)零點(diǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠，使用方便，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供的高精度交流信號(hào)過(guò)零檢測(cè)裝置的電路圖。

圖2是本發(fā)明提供的高精度交流信號(hào)過(guò)零檢測(cè)方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，高精度交流信號(hào)過(guò)零檢測(cè)裝置，包括光耦器件U1、光耦器件U2和可編程邏輯器件CPLD，光耦器件U1、光耦器件U2分別包括：各自的發(fā)光二極管和與發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)設(shè)置的光敏三極管。可編程邏輯器件CPLD的I/O輸出口與主電路數(shù)字量輸入口連接。

待檢測(cè)的交流信號(hào)的L端依次串聯(lián)限流電阻R1、限流電阻R2后，再分別與光耦器件U1的陽(yáng)極、光耦器件U2的陰極電連接，N端分別與光耦器件U1的陰極、光耦器件U2的陽(yáng)極電連接。光耦器件U1的集電極、光耦器件U2的集電極分別與可編程邏輯器件CPLD的I/O輸入口連接，同時(shí)分別通過(guò)各自的上拉電阻與電源VCC的輸出端電連接。光耦器件U1的發(fā)射極、光耦器件U2的發(fā)射極分別接地。

當(dāng)交流信號(hào)的L-N端波形輸出正半周時(shí)，光耦器件U1的發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，光耦器件U1的光敏三極管導(dǎo)通，輸出低電平；同時(shí)光耦器件U2的發(fā)光二極管截止，光耦器件U2的光敏三極管截止，輸出高電平。