CN205450111U - 一种频率采样电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种频率采样电路，包括比较器、第一电阻、第二电阻、第一二极管和第二二极管；第一电阻一端与比较器的正相输入端相连，另一端接地；第二电阻一端接在比较器的反相输入端，另一端接在比较器的输出端；第一二极管的阳极与比较器的输出端相连，阴极与第二二极管的阴极相连，第二二极管的阳极接地；比较器的反相输入端接地。基于硬件采样方案，能够应用并兼容于目前所有的电压采样电路，应用范围广，所用的器件少，容易搭建，响应快，成本低。

Description

一种频率采样电路

技术领域

本实用新型属于交流信号检测技术领域，尤其是涉及一种频率采样电路。

背景技术

现有技术中，在低压配电系统中，需要实时对电源进行检测。

随着电力电子器件的发展，目前一些大功率的电力开关类设备已经被广泛应用在配电电网中，由此带来了大量的高频谐波，造成电网波形畸变，有可能直接造成一些精密仪器负载无法正常工作。因此需要一些电路能够实时检测电网的变化。

目前，绝大多数的检测电网电源变化的电路都是直接采集电源的实时电压信号，然后将其送入处理器进行分析，对于电网频率信号的检测，也是直接基于电压的变化分析出来的。但是，这样的话就对处理器的数据分析能力提出了更高的要求。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种频率采样电路，以解决现有技术中电源信号直接进入处理器处理，处理难度大，成本高的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种频率采样电路，包括比较器、第一电阻、第二电阻、第一二极管和第二二极管；所述第一电阻一端与所述比较器的正相输入端相连，另一端接地；所述第二电阻一端接在所述比较器的反相输入端，另一端接在所述比较器的输出端；所述第一二极管的阳极与所述比较器的输出端相连，阴极与所述第二二极管的阴极相连，所述第二二极管的阳极接地；所述比较器的反相输入端接地。

进一步，所述比较器为运算放大器。

进一步，所述比较器采用双极性电源供电，正电源端电压为+3.3V，负电源端电压为-3.3V。

进一步，所述比较器的型号为LM224。

进一步，所述第一二极管和第二二极管的型号为1N4500。

进一步，所述第一电阻和第二电阻的阻值为100kΩ。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种频率采样电路具有以下优势：基于硬件采样方案，能够应用并兼容于目前所有的电压采样电路，应用范围广，所用的器件少，容易搭建，响应快，成本低。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的电路图；

图2为本实用新型A点的输出波形；

图3为本实用新型C点的输出波形；

图4为本实用新型D点的输出波形。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型提供的一种频率采样电路，如图1所示，包括比较器U1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一二极管D1和第二二极管D2；第一电阻R1一端与比较器U1的正相输入端相连，另一端接地；第二电阻R2一端接在比较器U1的反相输入端，另一端接在比较器U1的输出端；第一二极管D1的阳极与比较器U1的输出端相连，阴极与第二二极管D2的阴极相连，第二二极管D2的阳极接地；比较器U1的反相输入端接地。

比较器U1为运算放大器，采用双极性电源供电，正电源端电压为+3.3V，负电源端电压为-3.3V，型号为LM224；第一二极管D1和第二二极管D2的型号为1N4500，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值为100kΩ。

A点为电源的输入节点，由于交流电源的特性为正弦波形，所以A点的输入波形是一个在0V基准电压上下来回波动的电平，波形如图2所示。B电的电压波形应该也是一个在0V基准电压上下来回波动的正弦电平，若比较器U1是单电源供电系统的话，会在B点将正弦电平的负半平面电压削峰，造成波形的畸变，进而会影响到电压采样电路的正常工作。比较器U1选择的供电方式为±3.3V双极性电源供电，避免了B点电压波形的畸变。

比较器U1的C点的输出随着B点的输入电压的变化而变化，当B点电压小于0V基准电压的时候，C点输出+3.3V电平，当B点电压大于0V基准电压的时候，C点输出-3.3V电平。

由于处理器都是基于正电源供电的原理工作的，所以无法识别0V基准电压以下的电平信号，必须将D点的电平变换成0V-3.3V以内的电平。

当C点电源电压大于0V基准电压的时候，第一二极管D1导通，D点为0V-3.3V以内的电平。当C点电源电压小于0V基准电压的时候，第一二极管D1反向截止，并且第二二极管D2的导通压降与第一二极管D1的截止压降相抵消，所以D点为0V，C点输出波形如图3所示，D点输出波形如图4所示。

由此，本电路就可以直接将D点的电压输入到相应的单片机管脚内。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种频率采样电路，其特征在于：包括比较器(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一二极管(D1)和第二二极管(D2)；所述第一电阻(R1)一端与所述比较器(U1)的正相输入端相连，另一端接地；所述第二电阻(R2)一端接在所述比较器(U1)的反相输入端，另一端接在所述比较器(U1)的输出端；所述第一二极管(D1)的阳极与所述比较器(U1)的输出端相连，阴极与所述第二二极管(D2)的阴极相连，所述第二二极管(D2)的阳极接地；所述比较器(U1)的反相输入端接地。

2.根据权利要求1所述的一种频率采样电路，其特征在于：所述比较器(U1)为运算放大器。

3.根据权利要求2所述的一种频率采样电路，其特征在于：所述比较器(U1)采用双极性电源供电，正电源端电压为+3.3V，负电源端电压为-3.3V。

4.根据权利要求2所述的一种频率采样电路，其特征在于：所述比较器(U1)的型号为LM224。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种频率采样电路，其特征在于：所述第一二极管(D1)和第二二极管(D2)的型号为1N4500。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种频率采样电路，其特征在于：所述第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的阻值为100kΩ。