CN101865951A - 一种抗干扰的频率测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的抗干扰的频率测量方法，该方法通过被测频率信号经过EMI滤波；对滤波后的信号通过限幅电路进行限幅；对限幅后的信号再进入电压比较器，转换为频率相同的方波信号；对转换后的信号进入可编程逻辑器件内完成测频功能。解决了传统频率测量方法测量精度低的技术问题，具有精度高、实时性强、集成度高等优点。

Description

一种抗干扰的频率测量方法
技术领域
本发明涉及机电控制领域，具体涉及一种抗干扰的频率测量方法。
背景技术
电力系统频率稳定性是近年来受到电力工程界广泛关注的课题。失去频率稳定性，会使系统频率崩溃而招致系统全停电。传统的频率测量方法在测量精度、测量速度和抗干扰方面存在着不足，影响了实际应用。因此，准确的测量频率在现代电力系统的运行中起着重要的作用。而传统的频率测量电路一般采用模拟电路的方法实现，这种方法存在响应时间长，测量精度低等缺点。
发明内容
为了解决传统频率测量方法测量精度低的技术问题，本发明的提供一种具有精度高、实时性强、集成度高、具有较强抗干扰能力的频率测量方法。
一种抗干扰的频率测量方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，被测频率信号经过EMI滤波；
步骤2，对滤波后的信号通过限幅电路进行限幅；
步骤3，对限幅后的信号再进入电压比较器，转换为频率相同的方波信号；
步骤4，对转换后的信号进入可编程逻辑器件内完成测频功能。
上述步骤1中的滤波电路由电阻与电容实现。
上述限幅电路采用二极管的导通和截止实现，以防止过高的信号使后级的电压比较器损坏。
上述可编程器件选用的是CPLD，逻辑采用VHDL语言实现，通过周期计数器的方法完成频率测量。
上述周期计数是对永磁机电压一个完整周期进行计数，为了提高测量精度和范围，采用16位计数器，计数脉冲的频率为3.6864M，测频范围为57Hz＜f＜3.6864MHz。
上述周期计数根据具体的需求选择频率更高的时钟作为计数脉冲，从而进一步提高测频的精度，在逻辑内，首先对输入的频率信号FRE1200通过二分频电路进行二分频，变为FRE1200/2信号，在FRE1200/2信号的上升沿开始计数，并在高电平内保持计数，在FRE1200/2信号的下降沿锁存当前计数值，以备读取。
实施本发明的频率测量方法，具有以下有益效果：
该测频电路实时性强，测量精度高，抗干扰能力强，通用性较强。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明逻辑滤波前的二分频波形图；
图3为本发明逻辑滤波后的二分频波形图。
具体实施方式：
参见图1，本电路采用数字化的方法实现，并采用可编程逻辑器件通过逻辑的编写来完成测频功能。
被测频率信号经过，
首先由电阻、电容实现EMI滤波，
然后再进行限幅，限幅电路采用二极管的导通和截止实现，以防止过高的信号使后级的电压比较器损坏。
限幅后的信号再进入电压比较器，转换为频率相同的方波信号，然后进入可编程逻辑器件内完成测频功能。
可编程器件选用的是1032，逻辑采用VHDL语言实现，通过周期计数器的方法完成频率测量。
周期计数即是对永磁机电压一个完整周期进行计数，为了提高测量精度和范围，采用16位计数器，计数脉冲的频率为3.6864M，测频范围为57Hz＜f＜3.6864MHz。
也可根据具体的需求选择频率更高的时钟作为计数脉冲，从而进一步提高测频的精度，在逻辑内，首先对输入的频率信号FRE1200进行二分频，变为FRE1200/2信号，在FRE1200/2信号的上升沿开始计数，并在高电平内保持计数，在FRE1200/2信号的下降沿锁存当前计数值，以备读取，这样就保证了计数周期为被测信号的一个完整周期。
其中，二分频电路的实现逻辑在传统的二分频逻辑上进行了改进。
如下图2-图3所示：
传统的二分频逻辑如下所示：
FRE1200_DIV:process(SYSCLK，RESET_L)
   begin
     if RESET_L＝’0’then
       div1200＜＝’0’；
     elsif fre1200’event and fre1200＝’1’then
        div1200＜＝not div1200；
     end if；
end process FRE1200_DIV；
通过测量发现，这样做存在一个问题，由于被测频率信号有时会存在毛尖，该毛尖将导致二分频后的信号不准确，从而导致测频结果的不准确。
为了解决这一问题，在传统的二分频逻辑中增加了两个延时信号，这样做可以将被测信号的毛刺进行两次滤波，从而将毛刺消除，使测频结果准确，实现方法如下所示：
process
begin
  wait until SYSCLK’event and SYSCLK＝’1’；
  fre1200_sync0＜＝fre1200；
  fre1200_sync1＜＝fre1200_sync0；
  end process；
FRE1200_DIV:process(SYSCLK，RESET_L)
  begin
    if RESET_L＝’0’then
      div1200＜＝’0’；
    elsif SYSCLK’event and SYSCLK＝’1’then
      if(fre1200_sync0＝’1’)and(fre1200_sync1＝’1’)then
        div1200＜＝not div1200；
      end if；
    end if；
end process FRE1200_DIV。

Claims (6)

1.一种抗干扰的频率测量方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，被测频率信号经过EMI滤波；
步骤2，对滤波后的信号通过限幅电路进行限幅；
步骤3，对限幅后的信号再进入电压比较器，转换为频率相同的方波信号；
步骤4，对转换后的信号进入可编程逻辑器件内完成测频功能。
2.根据权利要求1所述的抗干扰的频率测量方法，其特征在于：
所述步骤1中的滤波电路由电阻与电容实现。
3.根据权利要求1或2所述的抗干扰的频率测量方法，其特征在于：
所述限幅电路采用二极管的导通和截止实现，以防止过高的信号使后级的电压比较器损坏。
4.根据权利要求3所述的抗干扰的频率测量方法，其特征在于：
所述可编程器件选用的是CPLD，逻辑采用VHDL语言实现，通过周期计数器的方法完成频率测量。
5.根据权利要求4所述的抗干扰的频率测量方法，其特征在于：
所述周期计数是对永磁机电压一个完整周期进行计数，为了提高测量精度和范围，采用16位计数器，计数脉冲的频率为3.6864M，测频范围为57Hz＜f＜3.6864MHz。
6.根据权利要求4所述的抗干扰的频率测量方法，其特征在于：
所述周期计数根据具体的需求选择频率更高的时钟作为计数脉冲，从而进一步提高测频的精度，在逻辑内，首先对输入的频率信号FRE1200通过二分频电路进行二分频，变为FRE1200/2信号，在FRE1200/2信号的上升沿开始计数，并在高电平内保持计数，在FRE1200/2信号的下降沿锁存当前计数值，以备读取。
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