一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于數(shù)據(jù)采樣技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子整流設(shè)備、電氣化鐵路、電弧爐、以及其他非線性設(shè)備大量涌入電力系統(tǒng)，使得電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量問題日益嚴(yán)重。只有對電網(wǎng)的電能質(zhì)量做出實(shí)時(shí)可靠的監(jiān)測與分析，才能制定有效的措施來改善電網(wǎng)電能質(zhì)量問題。
[0003]目前智能配電終端在實(shí)際的測量中所處理的信號都是經(jīng)過采樣和A/D轉(zhuǎn)換得到的有限長數(shù)字序列，時(shí)域的截?cái)鄷?huì)造成頻域的展寬，使頻譜發(fā)生泄漏；很難做到同步采樣，易產(chǎn)生柵欄效應(yīng)誤差；很難做到整數(shù)次周期截?cái)?，易使頻譜發(fā)生泄漏。
[0004]基于上述三個(gè)原因，迫切需要一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，提高智能配電終端的各項(xiàng)參數(shù)精度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0006]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，包括:
[0007]輸入接口、第一分頻電路、鎖相環(huán)電路、第二分頻電路、輸出接口 ；
[0008]所述輸入接口用于接收待檢測信號，并將所述待檢測信號傳送至所述第一分頻電路的輸入端連接；
[0009]所述第一分頻電路的輸出端連接所述鎖相環(huán)電路的信號輸入端；
[0010]所述鎖相環(huán)電路的壓控振蕩器輸出端連接所述第二分頻電路的輸入端；
[0011]所述第二分頻電路的輸出端連接所述鎖相環(huán)電路的比較信號輸入端；
[0012]所述鎖相環(huán)電路的壓控振蕩器輸出端連接所述輸出接口。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn):
[0014]進(jìn)一步，所述第一分頻電路包括計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖信號輸入端連接所述第一分頻電路的輸入端，所述計(jì)數(shù)器的輸出端連接所述第一分頻器的輸出端。
[0015]進(jìn)一步，所述計(jì)數(shù)器為74HC390計(jì)數(shù)器，所述74HC390計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖的輸入端CKB連接所述第一分頻電路的輸入端，所述74HC390計(jì)數(shù)器的QA輸出端連接所述第一分頻器的輸出端。
[0016]進(jìn)一步，所述鎖相環(huán)電路由CD4046鎖相環(huán)集成電路構(gòu)成，所述CD4046鎖相環(huán)集成電路的信號輸入端AIN連接所述第一分頻電路的輸出端，所述CD4046鎖相環(huán)集成電路的比較信號輸入端BIN連接所述第二分頻電路的輸出端，所述CD4046鎖相環(huán)集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT連接所述第二分頻電路的輸入端；
[0017]所述⑶4046鎖相環(huán)集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT與所述輸出接口連接。
[0018]進(jìn)一步，所述第二分頻電路包括分頻器，所述分頻器的時(shí)鐘信號輸入端連接所述第二分頻電路的輸入端，所述分頻器的輸出端連接所述第二分頻電路的輸出端。
[0019]進(jìn)一步，所述分頻器為⑶4040B 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器，所述⑶4040B 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器的時(shí)鐘信號輸入端nCLK連接所述第二分頻電路的輸入端，所述CD4040B 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器的Q12輸出端或Ql輸出端連接所述第二分頻電路的輸出端。
[0020]本實(shí)用新型通過對待測信號和鎖相環(huán)電路的輸出信號分別進(jìn)行分頻，得到兩路分頻信號，鎖相環(huán)電路對上述兩路分頻信號進(jìn)行相位同步，利用分頻后的信號的同步實(shí)現(xiàn)待測信號和鎖相環(huán)電路輸出信號的同步，有效地提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度，應(yīng)用于智能配電終端系統(tǒng)中時(shí)，可以提高智能配電終端的各項(xiàng)參數(shù)精度，有助于分析和改善電力電網(wǎng)的電能質(zhì)量。
【附圖說明】
[0021]圖1為一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路的一具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0024]圖1為一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，包括:輸入接口、第一分頻電路、鎖相環(huán)電路、第二分頻電路、輸出接口 ；輸入接口用于接收待檢測信號，并將待檢測信號傳送至第一分頻電路的輸入端連接；第一分頻電路的輸出端連接鎖相環(huán)電路的信號輸入端；鎖相環(huán)電路的壓控振蕩器輸出端連接第二分頻電路的輸入端；第二分頻電路的輸出端連接鎖相環(huán)電路的比較信號輸入端；鎖相環(huán)電路的壓控振蕩器輸出端連接輸出接口。
[0025]圖2為一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路的一具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，在本實(shí)施例中，第一分頻電路包括計(jì)數(shù)器，具體的，計(jì)數(shù)器采用74HC390計(jì)數(shù)器U1，74HC390計(jì)數(shù)器Ul的時(shí)鐘脈沖的輸入端CKB連接第一分頻電路的輸入端，74HC390計(jì)數(shù)器Ul的QA輸出端連接第一分頻器的輸出端。鎖相環(huán)電路由⑶4046鎖相環(huán)集成電路U2構(gòu)成，⑶4046鎖相環(huán)集成電路U2的信號輸入端AIN連接第一分頻電路的輸出端，CD4046鎖相環(huán)集成電路U2的比較信號輸入端BIN連接第二分頻電路的輸出端，CD4046鎖相環(huán)集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT連接第二分頻電路的輸入端；CD4046鎖相環(huán)集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT與輸出接口連接；第二分頻電路包括分頻器，具體的，分頻器采用⑶4040B 二進(jìn)制分頻器U3，⑶4040B 二進(jìn)制分頻器U3的時(shí)鐘信號輸入端nCLK連接第二分頻電路的輸入端，⑶4040B 二進(jìn)制分頻器U3的Q12輸出端連接第二分頻電路的輸出端。
[0026]接下來，以本具體實(shí)施例的電路為例，對本實(shí)用新型電路的工作原理進(jìn)行說明:
[0027]在本具體實(shí)施例中，待測信號Wave是信號源發(fā)生器輸出的電壓信號，頻率為50Hz，第一分頻電路中的74HC390計(jì)數(shù)器Ul的功能是要把50Hz的工頻信號整成5Hz的方波，經(jīng)由74HC390計(jì)數(shù)器Ul的QA輸出端傳送給由⑶4046鎖相環(huán)集成電路U2構(gòu)成的鎖相環(huán)電路進(jìn)行鎖相，經(jīng)鎖相環(huán)電路鎖相后，鎖相環(huán)電路中CD4046鎖相環(huán)集成電路U2的壓控振蕩器輸出端VCOUT輸出20.48KHZ的采樣頻率給第二分頻電路，經(jīng)第二分頻電路⑶4040B 二進(jìn)制分頻器U3分頻后得到5Hz的頻率，將第二分頻電路CD4040B 二進(jìn)制分頻器U3輸出的5Hz頻率信號與74HC390計(jì)數(shù)器Ul輸出的5Hz頻率信號送入鎖相環(huán)電路進(jìn)行比較，驗(yàn)證頻率是否同步，進(jìn)行頻率鎖定。
[0028]鎖相環(huán)電路中⑶4046鎖相環(huán)集成電路U2輸出的20.48KHz的采樣頻率作為信號的采樣頻率，是50Hz待測信號的4096倍，從而實(shí)現(xiàn)在10個(gè)周波2048個(gè)點(diǎn)。鎖相環(huán)電路輸出的采樣頻率相對于待測信號頻率的倍數(shù)由第二分頻電路的輸出決定，因此，如果想改變倍數(shù)，可以根據(jù)需要的倍數(shù)將鎖相環(huán)電路中CD4046鎖相環(huán)集成電路U2的比較信號輸入端BIN接到第二分頻電路CD4040B 二進(jìn)制分頻器U3的其它輸出端，例如，當(dāng)預(yù)定鎖相環(huán)電路輸出的采樣頻率為12.24KHz，是50Hz待測信號的2048倍，就可以將CD4046鎖相環(huán)集成電路U2的比較信號輸入端BIN接到第二分頻電路的⑶4040B 二進(jìn)制分頻器U3的Ql輸出端。
[0029]本實(shí)用新型通過對待測信號和鎖相環(huán)電路的輸出信號分別進(jìn)行分頻，得到兩路分頻信號，鎖相環(huán)電路對上述兩路分頻信號進(jìn)行相位同步，利用分頻后的信號的同步實(shí)現(xiàn)待測信號和鎖相環(huán)電路輸出信號的同步，很大地提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度，應(yīng)用于智能配電終端系統(tǒng)中時(shí)，可以提高智能配電終端的各項(xiàng)參數(shù)精度，有助于分析和改善電力電網(wǎng)的電能質(zhì)量。
[0030]以上所述實(shí)施步驟和方法僅僅表達(dá)了本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。在不脫離本實(shí)用新型專利構(gòu)思的前提下，所作的變形和改進(jìn)應(yīng)當(dāng)都屬于本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，包括: 輸入接口、第一分頻電路、鎖相環(huán)電路、第二分頻電路、輸出接口 ； 所述輸入接口用于接收待檢測信號，并將所述待檢測信號傳送至所述第一分頻電路的輸入端連接； 所述第一分頻電路的輸出端連接所述鎖相環(huán)電路的信號輸入端； 所述鎖相環(huán)電路的壓控振蕩器輸出端連接所述第二分頻電路的輸入端； 所述第二分頻電路的輸出端連接所述鎖相環(huán)電路的比較信號輸入端； 所述鎖相環(huán)電路的壓控振蕩器輸出端連接所述輸出接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，其特征在于:所述第一分頻電路包括計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖信號輸入端連接所述第一分頻電路的輸入端，所述計(jì)數(shù)器的輸出端連接所述第一分頻器的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，其特征在于:所述計(jì)數(shù)器為74HC390計(jì)數(shù)器，所述74HC390計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖的輸入端CKB連接所述第一分頻電路的輸入端，所述74HC390計(jì)數(shù)器的QA輸出端連接所述第一分頻器的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，其特征在于:所述鎖相環(huán)電路由CD4046鎖相環(huán)集成電路構(gòu)成，所述CD4046鎖相環(huán)集成電路的信號輸入端AIN連接所述第一分頻電路的輸出端，所述CD4046鎖相環(huán)集成電路的比較信號輸入端BIN連接所述第二分頻電路的輸出端，所述CD4046鎖相環(huán)集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT連接所述第二分頻電路的輸入端； 所述CD4046鎖相環(huán)集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT與所述輸出接口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，其特征在于:所述第二分頻電路包括分頻器，所述分頻器的時(shí)鐘信號輸入端連接所述第二分頻電路的輸入端，所述分頻器的輸出端連接所述第二分頻電路的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，其特征在于:所述分頻器為⑶4040B 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器，所述⑶4040B 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器的時(shí)鐘信號輸入端nCLK連接所述第二分頻電路的輸入端，所述CD4040B 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器/分頻器的Q12輸出端或Ql輸出端連接所述第二分頻電路的輸出端。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種數(shù)據(jù)同步采樣的鎖相環(huán)電路，包括：輸入接口、第一分頻電路、鎖相環(huán)電路、第二分頻電路、輸出接口；輸入接口用于接收待檢測信號，并將待檢測信號傳送至第一分頻電路的輸入端連接；第一分頻電路的輸出端連接鎖相環(huán)電路的信號輸入端；鎖相環(huán)電路的壓控振蕩器輸出端連接第二分頻電路的輸入端；第二分頻電路的輸出端連接鎖相環(huán)電路的比較信號輸入端；鎖相環(huán)電路的壓控振蕩器輸出端連接輸出接口。本實(shí)用新型可有效地提高了監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度，應(yīng)用于智能配電終端系統(tǒng)中時(shí)，可以提高智能配電終端的各項(xiàng)參數(shù)精度，有助于分析和改善電力電網(wǎng)的電能質(zhì)量。
【IPC分類】H03L7-18
【公開號】CN204392227
【申請?zhí)枴緾N201520088385
【發(fā)明人】相康康, 楊文耀, 趙全鑫
【申請人】深圳市惠立智能電力科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月6日