專利名稱：一種市電精確檢測(cè)跟蹤數(shù)字鎖相的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及市電相位、頻率進(jìn)行精確檢測(cè)、跟蹤的一種數(shù)字鎖相技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種市電精確檢測(cè)跟蹤數(shù)字鎖相的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在多種應(yīng)用領(lǐng)域(例如UPS、光伏/風(fēng)能并網(wǎng)逆變器等)，需要對(duì)市電的相位/頻率進(jìn)行檢測(cè)、跟蹤。通常市電相位/頻率檢測(cè)均采用過零點(diǎn)檢測(cè)法，即通過一個(gè)比較器檢測(cè)出市電的過零點(diǎn)，然后通過計(jì)算前后相鄰過零點(diǎn)之間的時(shí)間間隔得到市電的周期和頻率。同法獲得逆變電壓的周期和頻率，根據(jù)市電電壓和逆變電壓的頻率差、相位差信息進(jìn)行閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)逆變電壓的頻率和相位，使逆變輸出與市電同頻同相。其中，鎖相的原理如圖1所示的，對(duì)市電電壓進(jìn)行相位計(jì)算和頻率計(jì)算，對(duì)逆變電壓也進(jìn)行相位計(jì)算和頻率計(jì)算。然后將市電電壓和逆變電壓的相位計(jì)算輸出進(jìn)行運(yùn)算后輸出到鎖相控制器；將市電電壓和逆變電壓的頻率計(jì)算輸出進(jìn)行運(yùn)算后輸出到頻率跟蹤控制器；然后鎖相控制器和頻率跟蹤控制器的輸出進(jìn)行運(yùn)算后輸出逆變相位控制。這種結(jié)構(gòu)的電路具有原理簡(jiǎn)單、清晰的優(yōu)點(diǎn)，但硬件電路較復(fù)雜，需要同時(shí)設(shè)置兩套同樣的電路，分別對(duì)市電電壓和逆變電壓同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問 題是提供一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低、能夠?qū)κ须娺M(jìn)行過零點(diǎn)檢測(cè)判斷的市電精確檢測(cè)跟蹤數(shù)字鎖相的系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種市電精確檢測(cè)跟蹤數(shù)字鎖相的系統(tǒng)，包括用于市電取樣得到的模擬信號(hào)進(jìn)行整形并將市電信號(hào)由一個(gè)失真的正弦波轉(zhuǎn)化成為一與市電同頻同相的方波信號(hào)的過零比較器，用于檢測(cè)方波信號(hào)的上升沿或下降沿以計(jì)算輸入信號(hào)的周期和頻率的邊沿檢測(cè)器，用于進(jìn)行實(shí)現(xiàn)低通濾波的三個(gè)數(shù)字濾波器、N除法器、A/D采樣器，用于對(duì)A/D采樣信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)數(shù)學(xué)處理器；其中過零比較器和A/D采樣器都連接輸入信號(hào)，過零比較器依次連接邊沿檢測(cè)器、第一數(shù)字濾波器、N除法器、A/D采樣器、信號(hào)數(shù)學(xué)處理器、第三數(shù)字濾波器。本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下:本實(shí)用新型的市電精確檢測(cè)跟蹤數(shù)字鎖相的系統(tǒng)簡(jiǎn)化了硬件電路、降低成本，提高了鎖相速度。

圖1為現(xiàn)有的鎖相的原理圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0011]為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種如圖2所示的市電精確檢測(cè)跟蹤數(shù)字鎖相的系統(tǒng)，包括:用于市電取樣得到的模擬信號(hào)進(jìn)行整形并將市電信號(hào)由一個(gè)失真的正弦波轉(zhuǎn)化成為一與市電同頻同相的方波信號(hào)的過零比較器，用于檢測(cè)所述方波信號(hào)的上升沿或下降沿以計(jì)算輸入信號(hào)的周期和頻率的邊沿檢測(cè)器，用于進(jìn)行實(shí)現(xiàn)低通濾波第一數(shù)字濾波器、第二數(shù)字濾波器、第三數(shù)字濾波器，用于調(diào)整A/D采樣頻率的N除法器、A/D采樣器、用于對(duì)A/D采樣信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)數(shù)學(xué)處理器；其中過零比較器和A/D采樣器都連接輸入信號(hào)，且過零比較器依次連接邊沿檢測(cè)器、第一數(shù)字濾波器、N除法器、A/D采樣器、信號(hào)數(shù)學(xué)處理器、第三數(shù)字濾波器。該第三數(shù)字濾波器提供輸出信號(hào)。過零比較器對(duì)市電取樣得到的模擬信號(hào)進(jìn)行整形，將市電信號(hào)由一個(gè)失真的正弦波轉(zhuǎn)化成為一與市電同頻同相的方波信號(hào)，邊沿檢測(cè)器檢測(cè)方波信號(hào)的上升沿或下降沿用于計(jì)算輸入信號(hào)的周期和頻率，第一數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)低通濾波，N除法器輸出用于調(diào)整A/D采樣頻率，第二數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)低通濾波，信號(hào)數(shù)學(xué)處理部件對(duì)A/D采樣信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，第三數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)低通濾波，最終達(dá)到與輸入信號(hào)的同頻同相。從圖2的鎖相環(huán)原理結(jié)構(gòu)框圖可見，過零比較器對(duì)市電取樣得到的模擬信號(hào)進(jìn)行整形，將市電信號(hào)由一個(gè)失真的正弦波轉(zhuǎn)化成為一與市電同頻同相的方波信號(hào)，邊沿檢測(cè)器檢測(cè)方波信號(hào)的上升沿或下降沿用于計(jì)算輸入信號(hào)的周期和頻率，數(shù)字濾波器I實(shí)現(xiàn)低通濾波，N除法器輸出用于調(diào)整A/D采樣頻率，數(shù)字濾波器2實(shí)現(xiàn)低通濾波，信號(hào)數(shù)學(xué)處理部件對(duì)A/D采樣信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，數(shù)字濾波器3實(shí)現(xiàn)低通濾波，最終達(dá)到與輸入信號(hào)的同頻同相。具體的，本實(shí)用新型的工作原理為:利用輸入信號(hào)的A/D采樣結(jié)果的當(dāng)前數(shù)據(jù)，以及上一拍的歷史數(shù)據(jù)，就可以輕松得到與輸入信號(hào)的同頻同相信號(hào)。本實(shí)用新型不受輸入信號(hào)畸變和幅值的影響，其鎖相輸出均是一與輸入同頻同相的標(biāo)準(zhǔn)正弦波輸出信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)不同頻率市電的鎖 相功能，簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)50Hz或60Hz市電的鎖相功能。以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種市電精確檢測(cè)跟蹤數(shù)字鎖相的系統(tǒng)，其特征在于，包括用于市電取樣得到的模擬信號(hào)進(jìn)行整形并將市電信號(hào)由一個(gè)失真的正弦波轉(zhuǎn)化成為一與市電同頻同相的方波信號(hào)的過零比較器，用于檢測(cè)方波信號(hào)的上升沿或下降沿以計(jì)算輸入信號(hào)的周期和頻率的邊沿檢測(cè)器，用于進(jìn)行實(shí)現(xiàn)低通濾波的三個(gè)數(shù)字濾波器、N除法器、A/D采樣器，用于對(duì)A/D采樣信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)數(shù)學(xué)處理器；其中過零比較器和A/D采樣器都連接輸入信號(hào)，過零比較器依次連接邊沿檢測(cè)器、第一數(shù)字濾波器、N除法器、A/D采樣器、信號(hào)數(shù)學(xué)處理器、第三數(shù)字濾 波器。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種市電精確檢測(cè)跟蹤數(shù)字鎖相的系統(tǒng)，包括用于市電取樣得到的模擬信號(hào)進(jìn)行整形并將市電信號(hào)由一個(gè)失真的正弦波轉(zhuǎn)化成為一與市電同頻同相的方波信號(hào)的過零比較器，用于檢測(cè)方波信號(hào)的上升沿或下降沿以計(jì)算輸入信號(hào)的周期和頻率的邊沿檢測(cè)器，用于進(jìn)行實(shí)現(xiàn)低通濾波的三個(gè)數(shù)字濾波器、 N除法器、A/D采樣器，用于對(duì)A/D采樣信號(hào)進(jìn)行處理的信號(hào)數(shù)學(xué)處理器；其中過零比較器和A/D采樣器都連接輸入信號(hào)，過零比較器依次連接邊沿檢測(cè)器、第一數(shù)字濾波器、N除法器、A/D采樣器、信號(hào)數(shù)學(xué)處理器、第三數(shù)字濾波器。本實(shí)用新型的市電精確檢測(cè)跟蹤數(shù)字鎖相的系統(tǒng)簡(jiǎn)化了硬件電路、降低成本，提高了鎖相速度。
文檔編號(hào)H03L7/08GK203104409SQ20122073102
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者孫宏宇 申請(qǐng)人:石家莊通合電子科技股份有限公司