專利名稱：頻率測量裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種頻率測量裝置和方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)的頻率反映了發(fā)電機組發(fā)出的有功功率與負荷所需有功功率的平衡情況。失去頻率穩(wěn)定性，會使電力系統(tǒng)頻率崩潰而招致電力系統(tǒng)不能正常工作。因此，電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定近年來受到電力工程界廣泛關(guān)注。頻率測量的準(zhǔn)確性在保障現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運行中起著重要的作用。但如何提高頻率測量的效率，目前尚缺少有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種頻率測量裝置和方法，用以提高正弦波電信號頻率測量的效率。本發(fā)明提供了一種頻率測量裝置，包括中央處理單元，分別與所述中央處理單元連接的濾波電路和定時器；所述濾波電路用于將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與所述正弦波電信號同周期的方波電
信號;所述定時器用于記錄所述方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻；所述中央處理單元用于接收所述濾波電路輸出的所述方波電信號，讀取所述定時器記錄的所述發(fā)生時刻并確定所述方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期，根據(jù)所述翻轉(zhuǎn)周期確定所述正弦波電信號的頻率。本發(fā)明還提供了一種頻率測量方法，包括濾波電路將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與所述正弦波電信號同周期的方波電信號；中央處理單元接收所述濾波電路輸出的所述方波電信號并初始化定時器；所述定時器記錄所述方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻；所述中央處理單元讀取所述定時器記錄的所述發(fā)生時刻并確定所述方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期，根據(jù)所述翻轉(zhuǎn)周期確定所述正弦波電信號的頻率。本發(fā)明提供的頻率測量裝置和方法中，通過濾波電路將正弦波電信號轉(zhuǎn)換成與其同周期的方波電信號，定時器記錄方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻，由中央處理單元根據(jù)定時器記錄的數(shù)據(jù)確定方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期。由于方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期等于正弦波電信號的周期，因而可間接測量出正弦波電信號的頻率?？梢姡緦嵤├龑⒄也娦盘栟D(zhuǎn)換為與其周期相同的方波電信號，由于對方波電信號翻轉(zhuǎn)捕捉的硬件實現(xiàn)方便，且具有較高的處理精度和速度，因而提高了正弦波電信號頻率測量的效率。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明一實施例提供的頻率測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明另一實施例提供的濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明另一實施例提供的頻率測量方法的流程圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。電力系統(tǒng)中，動態(tài)“頻率”普遍沿用物理學(xué)和電工學(xué)對標(biāo)準(zhǔn)正弦交流電頻率，即“頻率”指的是每秒變化的周期數(shù)的定義，本發(fā)明正是基于該頻率的定義測量頻率，具體而言是采樣周期法進行頻率的測量，其理論機理分析如下交流電信號通常具有正弦波特性，因而本發(fā)明將具有正弦波特性的模擬電信號稱為正弦波電信號。正弦波電信號半波瞬時值大于零，瞬時值為正；而另半波瞬時值小于零，瞬時值為負，即正弦波電信號每半周就有過零點出現(xiàn)，分別為由瞬時值正入負和瞬時值由負入正。根據(jù)正弦波電信號的瞬時值變化特性，可采用以下兩種方式測量正弦波電信號的周期時間一是捕捉瞬時值由正入負的過零點時刻和瞬時值由負入正的過零點時刻，兩時刻之差的兩倍即為周期；二是捕捉瞬時值先后兩個由正入負，或由負入正的過零點時刻，兩時刻之差即為周期。由頻率的定義頻率=I/周期可知，通過測得正弦波的周期即可間接得到交流電信號的頻率。但正弦波電信號過零點捕捉在硬件上不易實現(xiàn)，其測量的精度和速度都難以保證，頻率測量的效率較低。為提高正弦波電信號頻率測量效率，本發(fā)明根據(jù)交流模擬量的上述正弦波特性，將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與正弦波電信號同周期的方波電信號，通過記錄方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻以確定方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期。由于方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期等于正弦波電信號的周期，因此根據(jù)公式頻率=I/周期即可間接測量出正弦波電信號的頻率。下面結(jié)合具體實施例和附圖詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案。圖I為本發(fā)明一實施例提供的頻率測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，本實施例提供的頻率測量裝置包括中央處理單元(Central Processing Unit,簡稱CPU) I、濾波電路2和定時器3 ;濾波電路2和定時器3分別與中央處理單元I連接。其中，濾波電路2用于將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與所述正弦波電信號同周期的方波電信號；定時器3用于記錄所述方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻；中央處理單元I用于接收濾波電路2輸出的方波電信號，讀取定時器3記錄的方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻并確定該方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期，根據(jù)方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期確定正弦波電信號的頻率?？蛇x的，濾波電路2可包括比較器和波形變換電路。比較器的兩個輸入端分別輸入正弦波電信號和參考電信號，如比較器的正相輸入端輸入正弦波電信號，其負相輸入端輸入?yún)⒖茧娦盘?，其輸出端?jīng)波形變換電路與中央處理單元連接。比較器對其兩個輸入端分別輸入的正弦波電信號和參考電信號進行電壓大小的比較，如果正相輸入端輸入的電壓高于負相輸入端輸入的電壓，則比較器的輸出端輸出高電平；反之，如果正相輸入端輸入的電壓低于負相輸入端輸入的電壓，則比較器的輸出端輸出低電平。比較器的輸出電信號經(jīng)輸入波形變換電路，波形變換電路濾除比較器輸出電信號中的噪聲，即可把正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與正弦波電信號周期相同的方波電信號。當(dāng)本實施例頻率測量裝置正常運行時，中央處理單元I捕捉比較器輸出的方波電信號，之后由定時器對方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻進行記錄?？蛇x的，定時器可記錄方波電信號相鄰兩個上升沿的發(fā)生時刻，或者記錄相鄰兩個下降沿的發(fā)生時刻。中央處理單元讀取定時器記錄的數(shù)據(jù)，并計算方波電信號相鄰兩個上升沿或相鄰兩個下降沿的時間間隔，該時間間隔即為方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期?；蛘?，定時器還可記錄方波電信號相鄰上升沿和下降沿的發(fā)生時刻；中央處理單元讀取定時器記錄的數(shù)據(jù)，并計算方波電信號相鄰上升沿和下降沿的時間間隔，該時間間隔的兩倍即為方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期。由于方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期等于正弦波電信號的周期，因此中央處理單元根據(jù)公式頻率=I/周期即可計算出正弦波電信號的頻率。在本實施例頻率測量裝置初始運行時，可由中央處理單元I根據(jù) 比較器輸出的方波電信號對定時器進行初始化設(shè)置。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，由中央處理單元I對定時器2的初始化設(shè)置只需上電一次，而頻率測量的其他過程可循環(huán)重復(fù)執(zhí)行。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，本實施例頻率測量的過程可連續(xù)執(zhí)行，定時器的具體實現(xiàn)也不受限制。例如在一個應(yīng)用實例中，定時器可包括多個寄存器，如包括初值寄存器、計數(shù)輸出寄存器和計數(shù)寄存器。中央處理可訪問初值寄存器和計數(shù)輸出寄存器，不可訪問計數(shù)寄存器。初值寄存器記錄計數(shù)的初始值。計數(shù)器執(zhí)行循環(huán)計數(shù)。計數(shù)輸出寄存器記錄計數(shù)器的當(dāng)前計數(shù)值。當(dāng)方波電信號的上升沿或下降沿到來時，計數(shù)寄存器執(zhí)行計數(shù)，計數(shù)輸出寄存器向中央處理單元輸出中斷信號，中央處理單元讀取計數(shù)輸出寄存器記錄的計數(shù)值，同時觸發(fā)計數(shù)輸出寄存器記錄計數(shù)器記錄的下一計數(shù)值?？梢岳斫?，該實例僅僅為本發(fā)明定時器的一種具體實施方式
，可實現(xiàn)方波電信號翻轉(zhuǎn)發(fā)生時刻計數(shù)的其他結(jié)構(gòu)也可應(yīng)用到本發(fā)明中，該實例不應(yīng)理解為對本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)的限制。通過上述分析可知，本實施例提供的頻率測量裝置中，通過濾波電路將正弦波電信號轉(zhuǎn)換成與其同周期的方波電信號，定時器記錄方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻，由中央處理單元根據(jù)定時器記錄的數(shù)據(jù)確定方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期。由于方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期等于正弦波電信號的周期，因而可間接測量出正弦波電信號的頻率。本實施例對方波電信號翻轉(zhuǎn)捕捉的硬件實現(xiàn)方便，且具有較高的處理精度和速度，因而提高了正弦波電信號頻率測量的效率。圖2為本發(fā)明另一實施例提供的濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例提供的濾波電路可應(yīng)用到圖I對應(yīng)實施例提供的頻率測量裝置中，作為圖I對應(yīng)實施例提供的頻率測量裝置中濾波電路的一個具體實施方式
。如圖2所示的濾波電路右邊為正弦波電信號的輸入端，左邊為方波電信號的輸出端，該輸出端可與圖I所示的中央處理單元連接。濾波電路包括比較器21、波形變換電路22和干擾濾除電路23。其中，干擾濾除電路23用于濾除正弦波電信號中的噪聲；正弦波電信號經(jīng)干擾濾除電路，與比較器21的輸入端連接?？蛇x的，干擾濾除電路23包括第一電阻Rl和第一電容Cl。正弦波電信號經(jīng)第一電阻Rl輸入比較器21的正相輸入端(+),參考電信號,如接地信號(GND)經(jīng)第三電阻輸入比較器21的負相輸入端(_)，比較器的正相輸入端(+)和反相輸入端(-)之間連接第一電容Cl。比較器的正相輸入端還可通過第四電阻R4接地進行分流保護。第一電阻Rl和第一電容Cl的阻值，可根據(jù)實際電路中正弦波電信號的強弱或頻率設(shè)計。對于頻率較高的正弦波電信號，第一電阻Rl和第一電容Cl的阻值較??；反之，對于頻率較低的正弦波電信號，第一電阻Rl和第一電容Cl的阻值較大。對于峰值較高的正弦波電信號，第一電阻Rl和第一電容Cl的阻值較?。环粗?，對于峰值較低的正弦波電信號，第一電阻Rl和第一電容Cl的阻值較大。波形變換電路23的輸入端與交換器21的輸出端連接，且波形變換電路23的輸出端與中央處理單元的輸入端連接。其中，波形變換電路23用于濾除比較器21的輸出電信號中的噪聲以形成輸入中央處理 單元的方波電信號?？蛇x的，波形變換電路23包括第二電阻R2、第二電容C2和施密特觸發(fā)器231，其中，第二電阻R2和第二電容C2分別與施密特觸發(fā)器231并聯(lián)，且第二電阻R2和第二電容C2的并聯(lián)點與比較器21的輸出端連接；施密特觸發(fā)器231的輸出端與中央處理單元連接。利用施密特觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中的正反饋作用，可以把邊沿變化緩慢的周期性電信號變換為邊沿很陡的方波電信號。在實際應(yīng)用過程中，第二電阻R2的阻值、第二電容C2的電容值、以及施密特觸發(fā)器231的具體型號，可根據(jù)實際電路需要設(shè)計。對于頻率較高的電信號，第二電阻R2和第二電容C2的阻值較??；反之，對于頻率較低的電信號，第二電阻R2和第二電容C2的阻值較大。對于峰值較高的電信號，第二電阻R2和第二電容C2的阻值較小；反之，對于峰值較低的電信號，第二電阻R2和第二電容C2的值較大。例如在一個應(yīng)用實例中，對于處理峰值為有效值力倍的正弦波電信號的濾波電
路中，第一電阻Rl和第一電容Cl的阻值分別為10k、0. IuF;第二電阻R2和第二電容C2的值可分別為10k、0. 047uF ;第三電阻R3和第四電阻R4的阻值均為10k，且施密特觸發(fā)器231可選用型號為74HC14的觸發(fā)器；比較器可選用型號為LM293ADR比較器。需要說明的是，以上實例僅僅是濾波電路的一個具體實施方式
，不能理解為對其技術(shù)實質(zhì)的限制。本實施例濾波電路輸出的方波電信號輸入到中央處理單元，中央處理單元和定時器配合實現(xiàn)正弦波電信號頻率測量的實現(xiàn)機理，可參見圖I對應(yīng)實施例的相應(yīng)文字記載，在此不再贅述。本實施例提供的濾波電路中，通過在比較器的輸入端設(shè)計干擾濾波電路，可濾除正弦波電信號中的噪聲；濾除了噪聲的正弦波電信號經(jīng)比較器可轉(zhuǎn)換為與正弦波電信號周期相同的輸出電信號；比較器輸出電信號再經(jīng)波形變換電路濾除噪聲，并變換為邊沿變化很陡的方波電信號。由于正弦波電信號經(jīng)過波形變換后的方波電信號上升沿或下降沿較為明顯，因此方波電信號發(fā)生翻轉(zhuǎn)的事件較易捕捉，因此有利于提高方波電信號周期測量的精度以及正弦波電信號頻率的計算速度，從而進一步提高了正弦波電信號頻率測量的效率。圖3為本發(fā)明另一實施例提供的頻率測量方法的流程圖。如圖3所示，本實施例提供的頻率測量方法包括步驟31 :濾波電路將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與該正弦波電信號同周期的方波電信號?？蛇x的，濾波電路可包括比較器和波形變換電路。本步驟通過濾波電路將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與正弦波電信號同周期的方波電信號，可進一步包括正弦波電信號通過比較器轉(zhuǎn)換為高低電平的輸出電信號；比較器的輸出電信號通過波形變換電路變換為與正弦波電信號同周期的方波電信號。具體的，比較器的兩個輸入端可分別輸入正弦波電信號和參考電信號，如比較器的正相輸入端輸入正弦波電信號，其負相輸入端輸入?yún)⒖茧娦盘枺漭敵龆私?jīng)波形變換電路與中央處理單元連接。比較器對其兩個輸入端分別輸入的正弦波電信號和參考電信號進行電壓大小的比較，如果正相輸入端輸入的電壓高于負相輸入端輸入的電壓，則比較器的輸出端輸出高電平；反之，如果正相輸入端輸入的電壓低于負相輸入端輸入的電壓，則比較器的輸出端輸出低電平。比較器的輸出電信號經(jīng)輸入波形變換電路，波形變換電路濾除比較器輸出電信號中的噪聲，即可把正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與正弦波電信號周期相同的方波電信號。步驟32 :中央處理單元接收濾波電路輸出的方波電信號。中央處理單元接收濾波電路輸出的方波電信號。當(dāng)中央處理單元捕捉到方波電信號的某一上升沿或某一下降沿到來時，初始化定時器；定時器記錄該上升沿或該下降沿的 發(fā)生時刻。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，由中央處理單元對定時器的初始化設(shè)置只需上電一次，而頻率測量的其他過程可循環(huán)重復(fù)執(zhí)行。步驟33 :定時器記錄方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻。在中央處理單元完成定時器的初始化設(shè)置之后，定時器開始記錄方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻?？蛇x的，定時器可記錄方波電信號相鄰兩個上升沿的發(fā)生時刻、相鄰兩個下降沿的發(fā)生時刻、或相鄰上升沿和下降沿的發(fā)生時刻。步驟34 :中央處理單元讀取定時器記錄的方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻、并確定方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期，根據(jù)方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期確定正弦波電信號的頻率。如果預(yù)先設(shè)置定時器記錄的是兩個相鄰上升沿的發(fā)生時刻，則定時器在下一相鄰上升沿到來時，可向中央處理單元發(fā)送一中斷信號。中央處理單元接收該中斷信號后會讀取定時器記錄的當(dāng)前上升沿的發(fā)生時刻，并將當(dāng)前上升沿的發(fā)生時刻，與中央處理單元已讀取的前一相鄰上升沿的發(fā)生時刻進行比較，計算這兩個時刻之間的差值，該差值即為方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期。如果預(yù)先設(shè)置定時器記錄的是兩個相鄰下降沿的發(fā)生時刻，則定時器在下一相鄰下降沿到來時，可向中央處理單元發(fā)送一中斷信號。中央處理單元接收該中斷信號后會讀取定時器記錄的當(dāng)前下降沿的發(fā)生時刻，并將當(dāng)前下降沿的發(fā)生時刻，與中央處理單元已讀取的前一相鄰下降沿的發(fā)生時刻進行比較，計算這兩個時刻之間的差值，該差值即為方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期。如果預(yù)先設(shè)置定時器記錄的是相鄰上升沿和下降沿的發(fā)生時刻，則定時器在記錄某一上升沿的發(fā)生時刻之后，當(dāng)下一相鄰下降沿到來時，可向中央處理單元發(fā)送一中斷信號。中央處理單元接收該中斷信號后會讀取定時器記錄的當(dāng)前上升沿的發(fā)生時刻，并將當(dāng)前上升沿的發(fā)生時刻，與中央處理單元已讀取的前一相鄰下降沿的發(fā)生時刻進行比較，計算這兩個時刻之間的差值，該差值的2倍即為方波信號的翻轉(zhuǎn)周期；或者，中央處理單元接收該中斷信號后會讀取定時器記錄的當(dāng)前下降沿的發(fā)生時刻，并將當(dāng)前下降沿的發(fā)生時亥IJ，與中央處理單元已讀取的前一相鄰上升沿的發(fā)生時刻進行比較，計算這兩個時刻之間的差值，該差值的2倍即為方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期。
通過上述任一方法均可得到方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期。由于方波電信號和正弦波電信號周期相同，因此根據(jù)公式頻率=I/周期，即可得到正弦波電信號的頻率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解本實施例上述流程僅為一次頻率測量流程的示例，在實際應(yīng)用過程中，可通過硬件設(shè)計實現(xiàn)方波電信號翻轉(zhuǎn)周期的連續(xù)測量，進而實現(xiàn)正弦波電信號頻率的連續(xù)測量。有關(guān)硬件設(shè)計實例可參見圖I對應(yīng)實施例的相應(yīng)記載，在此不再贅述。本實施例提供的頻率測量方法中，通過濾波電路將正弦波電信號轉(zhuǎn)換成與其同周期的方波電信號，定時器記錄方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻，由中央處理單元根據(jù)定時器記錄的數(shù)據(jù)確定方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期。由于方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期等于正弦波電信號的周期，因而可間接測量出正弦波電信號的頻率。本實施例實現(xiàn)方法簡單，具有較高的處理精度和速度，因而提高了正弦波電信號頻率測量的效率。上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種頻率測量裝置，其特征在于，包括 中央處理單元，分別與所述中央處理單元連接的濾波電路和定時器； 所述濾波電路用于將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與所述正弦波電信號同周期的方波電信號; 所述定時器用于記錄所述方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻； 所述中央處理單元用于接收所述濾波電路輸出的所述方波電信號，讀取所述定時器記錄的所述發(fā)生時刻并確定所述方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期，根據(jù)所述翻轉(zhuǎn)周期確定所述正弦波電信號的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述定時器具體用于記錄所述方波電信號相鄰兩個上升沿、相鄰兩個下降沿、或相鄰上升沿和下降沿的發(fā)生時刻。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述濾波電路包括比較器和波形變換電路； 所述比較器的兩個輸入端分別輸入所述正弦波電信號和參考電信號，所述比較器的輸出端與所述波形變換電路的輸入端連接； 所述波形變換電路用于濾除所述比較器的輸出電信號中的噪聲以形成所述方波電信號，所述波形變換電路的輸出端與所述中央處理單元的輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述濾波電路還包括 所述干擾濾除電路，用于濾除所述正弦波電信號中的噪聲；所述正弦波電信號經(jīng)所述干擾濾除電路，與所述比較器的輸入端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于， 所述比較器包括正相輸入端和反相輸入端，所述干擾濾除電路包括第一電阻和第一電容； 所述正弦波電信號經(jīng)所述第一電阻輸入所述正相輸入端，所述參考電信號經(jīng)第三電阻輸入所述負相輸入端，所述正相輸入端和所述反相輸入端之間連接所述第一電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于， 所述波形變換電路包括第二電阻、第二電容和施密特觸發(fā)器； 所述第二電阻和所述第二電容分別與所述施密特觸發(fā)器并聯(lián)，且所述第二電阻和所述第二電容的并聯(lián)點與所述比較器的輸出端連接； 所述施密特觸發(fā)器的輸出端與所述中央處理單元連接。
7.—種頻率測量方法，其特征在于，包括 濾波電路將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與所述正弦波電信號同周期的方波電信號； 中央處理單元接收所述濾波電路輸出的所述方波電信號； 所述定時器記錄所述方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻； 所述中央處理單元讀取所述定時器記錄的所述發(fā)生時刻并確定所述方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期，根據(jù)所述翻轉(zhuǎn)周期確定所述正弦波電信號的頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述定時器記錄所述方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻，包括 所述定時器記錄所述方波電信號相鄰兩個上升沿、相鄰兩個下降沿、或相鄰上升沿和下降沿的發(fā)生時刻。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述濾波電路包括比較器和波形變換電路；所述濾波電路將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與所述正弦波電信號同周期的方波電信號，包括 所述正弦波電信號通過所述比較器轉(zhuǎn)換為高低電平的輸出電信號； 所述輸出電信號通過所述波形變換電路變換為與所述正弦波電信號同周期的所述方波電信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述正弦波電信號通過所述比較器轉(zhuǎn)換為高低電平的輸出電信號之前，所述方法還包括 通過干擾濾除電路濾除所述正弦波電信號中的噪聲。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種頻率測量裝置和方法，屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。其中，一種頻率測量裝置包括中央處理單元，分別與所述中央處理單元連接的濾波電路和定時器；所述濾波電路用于將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與所述正弦波電信號同周期的方波電信號；所述定時器用于記錄所述方波電信號翻轉(zhuǎn)的發(fā)生時刻；所述中央處理單元用于接收所述濾波電路輸出的所述方波電信號，讀取所述定時器記錄的所述發(fā)生時刻并確定所述方波電信號的翻轉(zhuǎn)周期，根據(jù)所述翻轉(zhuǎn)周期確定所述正弦波電信號的頻率。本發(fā)明將正弦波電信號轉(zhuǎn)換為與其周期相同的方波電信號，由于對方波電信號翻轉(zhuǎn)捕捉的硬件實現(xiàn)方便，且具有較高的處理精度和速度，因而提高了正弦波電信號頻率測量的效率。
文檔編號G01R23/02GK102749508SQ20111009923
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者劉國營, 常紅旗, 歐陽強, 王敬仁, 趙長兵 申請人:北京德威特繼保自動化科技股份有限公司