CN204392227U - 一种数据同步采样的锁相环电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种数据同步采样的锁相环电路，包括：输入接口、第一分频电路、锁相环电路、第二分频电路、输出接口；输入接口用于接收待检测信号，并将待检测信号传送至第一分频电路的输入端连接；第一分频电路的输出端连接锁相环电路的信号输入端；锁相环电路的压控振荡器输出端连接第二分频电路的输入端；第二分频电路的输出端连接锁相环电路的比较信号输入端；锁相环电路的压控振荡器输出端连接输出接口。本实用新型可有效地提高了监测数据的精度，应用于智能配电终端系统中时，可以提高智能配电终端的各项参数精度，有助于分析和改善电力电网的电能质量。
Description
技术领域
本实用新型属于数据采样技术领域，涉及一种数据同步采样的锁相环电路。
背景技术
随着电力电子整流设备、电气化铁路、电弧炉、以及其他非线性设备大量涌入电力系统，使得电力系统的电能质量问题日益严重。只有对电网的电能质量做出实时可靠的监测与分析，才能制定有效的措施来改善电网电能质量问题。
目前智能配电终端在实际的测量中所处理的信号都是经过采样和A/D转换得到的有限长数字序列，时域的截断会造成频域的展宽，使频谱发生泄漏；很难做到同步采样，易产生栅栏效应误差；很难做到整数次周期截断，易使频谱发生泄漏。
基于上述三个原因，迫切需要一种数据同步采样的锁相环电路，提高智能配电终端的各项参数精度。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种数据同步采样的锁相环电路，解决了现有技术中存在的问题。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种数据同步采样的锁相环电路，包括：
输入接口、第一分频电路、锁相环电路、第二分频电路、输出接口；
所述输入接口用于接收待检测信号，并将所述待检测信号传送至所述第一分频电路的输入端连接；
所述第一分频电路的输出端连接所述锁相环电路的信号输入端；
所述锁相环电路的压控振荡器输出端连接所述第二分频电路的输入端；
所述第二分频电路的输出端连接所述锁相环电路的比较信号输入端；
所述锁相环电路的压控振荡器输出端连接所述输出接口。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
进一步，所述第一分频电路包括计数器，所述计数器的时钟脉冲信号输入端连接所述第一分频电路的输入端，所述计数器的输出端连接所述第一分频器的输出端。
进一步，所述计数器为74HC390计数器，所述74HC390计数器的时钟脉冲的输入端CKB连接所述第一分频电路的输入端，所述74HC390计数器的QA输出端连接所述第一分频器的输出端。
进一步，所述锁相环电路由CD4046锁相环集成电路构成，所述CD4046锁相环集成电路的信号输入端AIN连接所述第一分频电路的输出端，所述CD4046锁相环集成电路的比较信号输入端BIN连接所述第二分频电路的输出端，所述CD4046锁相环集成电路的压控振荡器输出端VCOUT连接所述第二分频电路的输入端；
所述CD4046锁相环集成电路的压控振荡器输出端VCOUT与所述输出接口连接。
进一步，所述第二分频电路包括分频器，所述分频器的时钟信号输入端连接所述第二分频电路的输入端，所述分频器的输出端连接所述第二分频电路的输出端。
进一步，所述分频器为CD4040B二进制计数器/分频器，所述CD4040B二进制计数器/分频器的时钟信号输入端nCLK连接所述第二分频电路的输入端，所述CD4040B二进制计数器/分频器的Q12输出端或Q1输出端连接所述第二分频电路的输出端。
本实用新型通过对待测信号和锁相环电路的输出信号分别进行分频，得到两路分频信号，锁相环电路对上述两路分频信号进行相位同步，利用分频后的信号的同步实现待测信号和锁相环电路输出信号的同步，有效地提高了监测数据的精度，应用于智能配电终端系统中时，可以提高智能配电终端的各项参数精度，有助于分析和改善电力电网的电能质量。
附图说明
图1为一种数据同步采样的锁相环电路的结构示意图；
图2为一种数据同步采样的锁相环电路的一具体实施例结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
图1为一种数据同步采样的锁相环电路的结构示意图，如图1所示，一种数据同步采样的锁相环电路，包括：输入接口、第一分频电路、锁相环电路、第二分频电路、输出接口；输入接口用于接收待检测信号，并将待检测信号传送至第一分频电路的输入端连接；第一分频电路的输出端连接锁相环电路的信号输入端；锁相环电路的压控振荡器输出端连接第二分频电路的输入端；第二分频电路的输出端连接锁相环电路的比较信号输入端；锁相环电路的压控振荡器输出端连接输出接口。
图2为一种数据同步采样的锁相环电路的一具体实施例结构示意图，如图2所示，在本实施例中，第一分频电路包括计数器，具体的，计数器采用74HC390计数器U1，74HC390计数器U1的时钟脉冲的输入端CKB连接第一分频电路的输入端，74HC390计数器U1的QA输出端连接第一分频器的输出端。锁相环电路由CD4046锁相环集成电路U2构成，CD4046锁相环集成电路U2的信号输入端AIN连接第一分频电路的输出端，CD4046锁相环集成电路U2的比较信号输入端BIN连接第二分频电路的输出端，CD4046锁相环集成电路的压控振荡器输出端VCOUT连接第二分频电路的输入端；CD4046锁相环集成电路的压控振荡器输出端VCOUT与输出接口连接；第二分频电路包括分频器，具体的，分频器采用CD4040B二进制分频器U3，CD4040B二进制分频器U3的时钟信号输入端nCLK连接第二分频电路的输入端，CD4040B二进制分频器U3的Q12输出端连接第二分频电路的输出端。
接下来，以本具体实施例的电路为例，对本实用新型电路的工作原理进行说明：
在本具体实施例中，待测信号Wave是信号源发生器输出的电压信号，频率为50Hz，第一分频电路中的74HC390计数器U1的功能是要把50Hz的工频信号整成5Hz的方波，经由74HC390计数器U1的QA输出端传送给由CD4046锁相环集成电路U2构成的锁相环电路进行锁相，经锁相环电路锁相后，锁相环电路中CD4046锁相环集成电路U2的压控振荡器输出端VCOUT输出20.48KHz的采样频率给第二分频电路，经第二分频电路CD4040B二进制分频器U3分频后得到5Hz的频率，将第二分频电路CD4040B二进制分频器U3输出的5Hz频率信号与74HC390计数器U1输出的5Hz频率信号送入锁相环电路进行比较，验证频率是否同步，进行频率锁定。
锁相环电路中CD4046锁相环集成电路U2输出的20.48KHz的采样频率作为信号的采样频率，是50Hz待测信号的4096倍,从而实现在10个周波2048个点。锁相环电路输出的采样频率相对于待测信号频率的倍数由第二分频电路的输出决定，因此，如果想改变倍数，可以根据需要的倍数将锁相环电路中CD4046锁相环集成电路U2的比较信号输入端BIN接到第二分频电路CD4040B二进制分频器U3的其它输出端，例如，当预定锁相环电路输出的采样频率为12.24KHz，是50Hz待测信号的2048倍，就可以将CD4046锁相环集成电路U2的比较信号输入端BIN接到第二分频电路的CD4040B二进制分频器U3的Q1输出端。
本实用新型通过对待测信号和锁相环电路的输出信号分别进行分频，得到两路分频信号，锁相环电路对上述两路分频信号进行相位同步，利用分频后的信号的同步实现待测信号和锁相环电路输出信号的同步，很大地提高了监测数据的精度，应用于智能配电终端系统中时，可以提高智能配电终端的各项参数精度，有助于分析和改善电力电网的电能质量。
以上所述实施步骤和方法仅仅表达了本实用新型的一种实施方式，描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。在不脱离本实用新型专利构思的前提下，所作的变形和改进应当都属于本实用新型专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种数据同步采样的锁相环电路，包括：
输入接口、第一分频电路、锁相环电路、第二分频电路、输出接口；
所述输入接口用于接收待检测信号，并将所述待检测信号传送至所述第一分频电路的输入端连接；
所述第一分频电路的输出端连接所述锁相环电路的信号输入端；
所述锁相环电路的压控振荡器输出端连接所述第二分频电路的输入端；
所述第二分频电路的输出端连接所述锁相环电路的比较信号输入端；
所述锁相环电路的压控振荡器输出端连接所述输出接口。
2.根据权利要求1所述一种数据同步采样的锁相环电路，其特征在于：所述第一分频电路包括计数器，所述计数器的时钟脉冲信号输入端连接所述第一分频电路的输入端，所述计数器的输出端连接所述第一分频器的输出端。
3.根据权利要求2所述一种数据同步采样的锁相环电路，其特征在于：所述计数器为74HC390计数器，所述74HC390计数器的时钟脉冲的输入端CKB连接所述第一分频电路的输入端，所述74HC390计数器的QA输出端连接所述第一分频器的输出端。
4.根据权利要求1或2或3所述一种数据同步采样的锁相环电路，其特征在于：所述锁相环电路由CD4046锁相环集成电路构成，所述CD4046锁相环集成电路的信号输入端AIN连接所述第一分频电路的输出端，所述CD4046锁相环集成电路的比较信号输入端BIN连接所述第二分频电路的输出端，所述CD4046锁相环集成电路的压控振荡器输出端VCOUT连接所述第二分频电路的输入端；
所述CD4046锁相环集成电路的压控振荡器输出端VCOUT与所述输出接口连接。
5.根据权利要求1或2所述一种数据同步采样的锁相环电路，其特征在于：所述第二分频电路包括分频器，所述分频器的时钟信号输入端连接所述第二分频电路的输入端，所述分频器的输出端连接所述第二分频电路的输出端。
6.根据权利要求5所述一种数据同步采样的锁相环电路，其特征在于：所述分频器为CD4040B二进制计数器/分频器，所述CD4040B二进制计数器/分频器的时钟信号输入端nCLK连接所述第二分频电路的输入端，所述CD4040B二进制计数器/分频器的Q12输出端或Q1输出端连接所述第二分频电路的输出端。
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| CN201520088385.1U CN204392227U (zh) | 2015-02-06 | 2015-02-06 | 一种数据同步采样的锁相环电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10635878B2 (en) | 2015-10-23 | 2020-04-28 | Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. | Optical fingerprint sensor with force sensing capability |
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2015
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