[发明专利]一种抗干扰的频率测量方法

说明书

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：