CN204214499U - 一种频率及相位差采集电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种频率及相位差采集电路，包括单片机和其两个信号采集引脚上连接的轨道信号采集单元和局部信号采集单元；所述轨道信号采集单元包括依次串联的轨道正弦波输入端、电压互感器、运算放大器、过零比较器，所述运算放大器的一输入端和输出端并联相移补偿电路；所述局部信号采集单元包括依次串联的局部正弦波输入端、电压互感器、运算放大器、过零比较器，所述运算放大器的一输入端和输出端并联相移补偿电路。本实用新型具有的优点和积极效果是：采用了相位补偿电路，将硬件相移指标降低到5′以下，采集的信号更精确；通过过零比较器将正弦波变成方波，减少因过零采集带来的误差。
Description
技术领域
本实用新型属于信号采集技术领域，尤其是涉及一种频率及相位差采集电路。
背景技术
现有技术中，铁路信号用25Hz电源局部电源相位需超前轨道电源相位90°，相位差超过90°±20°情况下会导致后端用电设备不正常工作，频率不正常也会导致后端设备不正常工作，基于这种情况信号电源屏需增加对25Hz电源频率及相位差的监测。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种频率及相位差采集电路。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种频率及相位差采集电路，包括单片机和其两个信号采集引脚上连接的轨道信号采集单元和局部信号采集单元；
所述轨道信号采集单元包括依次串联的轨道正弦波输入端、电压互感器、运算放大器、过零比较器，所述运算放大器的一输入端和输出端并联相移补偿电路；
所述局部信号采集单元包括依次串联的局部正弦波输入端、电压互感器、运算放大器、过零比较器，所述运算放大器的一输入端和输出端并联相移补偿电路；
所述单片机的又一信号采集引脚上连接基准生成电路，所述基准生成电路生成稳定的基准电压,用于过零比较。
进一步的，所述轨道信号采集单元和局部信号采集单元的过零比较器和 对应连接的单片机的信号采集引脚之间并联双二极管保护电路。
进一步的，所述单片机上连接有通信电路。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
采用了相位补偿电路，将硬件相移指标降低到5′以下，采集的信号更精确；
通过过零比较器将正弦波变成方波，减少因过零采集带来的误差；
电路结构简单，通过单片机可同时获得频率和相位差信号。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理图；
图2是本实用新型的单片机内运行的主程序流程图；
图3是本实用新型的单片机内运行的中断流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
本实用新型实施例一种频率及相位差采集电路，如图1所示，包括单片机U3和其两个信号采集引脚上连接的轨道信号采集单元和局部信号采集单元；
所述轨道信号采集单元包括依次串联的轨道正弦波输入端、电压互感器TV1、运算放大器、过零比较器，所述运算放大器的一输入端和输出端并联相移补偿电路；
所述局部信号采集单元包括依次串联的局部正弦波输入端、电压互感器TV2、运算放大器、过零比较器，所述运算放大器的一输入端和输出端并联相移补偿电路；
所述单片机U3的又一信号采集引脚上连接基准生成电路，所述基准生成电路生成稳定的基准电压,用于过零比较。
本实用新型实施例所述轨道信号采集单元和局部信号采集单元的过零 比较器和对应连接的单片机的信号采集引脚之间并联双二极管保护电路。
本实用新型实施例所述单片机上连接有通信电路
本实用新型频率及相位差采集电路的信号采集过程如下：
轨道信号采集单元的轨道正弦波输入端输入AC220V(25Hz)正弦波信号，经过电压互感器TV1、运算放大器及相移补偿电路后变成AC2V(25Hz)正弦波信号，经过零比较器后变成方波信号，进入单片机U3的AD转换管脚，为保护单片机U3的管脚，加了双二极管，起到保护作用；
局部信号采集单元的局部正弦波输入端输入AC110V(25Hz)正弦波信，经过电压互感器TV2、运算放大器及相移补偿电路后变成AC2V(25Hz)正弦波信号，经过零比较器后变成方波信号，进入单片机U3的AD转换管脚，同样为保护单片机U3的管脚，加了双二极管，起到保护作用；
如图2所示单片机内运行的主程序流程图，单片机U3设定50us中断一次，启动AD管脚采集。如图3所示的单片机内运行的中断流程图，首先根据基准生成电路获得的信号计算出基准数值(正弦波的中心轴)，然后将单片机U3的AD转换通道切换到局部信号采集单元的输入通道，寻找过下降沿零点，设定的局部频率计数变量开始计数，直至寻找到下一个下降沿零点，局部频率计数变量计数停止，同时转到轨道信号采集单元的输入通道，轨道信号和局部信号的相位差计数变量开始计数，直至寻找到下一个下降沿零点，相位差计数变量停止；同时轨道频率计数变量开始计数，至寻找到下一个下降沿零点，轨道频率计数变量停止；局部频率计数变量经计算可转化成局部频率，相位差计数变量经计算可转化成轨道信号和局部信号的相位差，轨道频率计数变量经计算可转化成轨道频率，单片机U3将计算出的局部频率、轨道频率及相位差后通过其上连接的通信电路上传给上位机人机界面；信号采集过程中增加了数据校准功能，来校准数据，获得的数据更加准确。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实 用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (3)
1.一种频率及相位差采集电路，其特征在于：包括单片机和其两个信号采集引脚上连接的轨道信号采集单元和局部信号采集单元；
所述轨道信号采集单元包括依次串联的轨道正弦波输入端、电压互感器、运算放大器、过零比较器，所述运算放大器的一输入端和输出端并联相移补偿电路；
所述局部信号采集单元包括依次串联的局部正弦波输入端、电压互感器、运算放大器、过零比较器，所述运算放大器的一输入端和输出端并联相移补偿电路；
所述单片机的又一信号采集引脚上连接基准生成电路，所述基准生成电路生成稳定的基准电压,用于过零比较。
2.根据权利要求1所述的频率及相位差采集电路，其特征在于：所述轨道信号采集单元和局部信号采集单元的过零比较器和对应连接的单片机的信号采集引脚之间并联双二极管保护电路。
3.根据权利要求1所述的频率及相位差采集电路，其特征在于：所述单片机上连接有通信电路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420720941.8U CN204214499U (zh) | 2014-11-26 | 2014-11-26 | 一种频率及相位差采集电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420720941.8U CN204214499U (zh) | 2014-11-26 | 2014-11-26 | 一种频率及相位差采集电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204214499U true CN204214499U (zh) | 2015-03-18 |
Family
ID=52983164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420720941.8U Active CN204214499U (zh) | 2014-11-26 | 2014-11-26 | 一种频率及相位差采集电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204214499U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108572591A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-25 | 中国神华能源股份有限公司 | 铁路电气系统相位恒差控制方法及系统 |
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2014
- 2014-11-26 CN CN201420720941.8U patent/CN204214499U/zh active Active
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| CN108572591A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-25 | 中国神华能源股份有限公司 | 铁路电气系统相位恒差控制方法及系统 |
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