[发明专利]基于DSP的多用途电气测频系统

说明书

本发明公开了一种基于DSP的多用途电气测频系统，是整合到电路板上并封装形成的一个封闭的便携式电路板，包括接线柱、整流芯片、主控芯片、电源模块、串口，整流芯片、电源模块、串口均与主控芯片相连，待测工频信号和直流电源通过接线柱接入电气测频系统，主控芯片进行处理后通过串口通讯将频率数据传递给PLC控制器，完成频率的测量，电气测频系统还包括LCD，LCD通过主控芯片的GPIO控制读写，LCD用于显示测量结果。本发明具有精度高、实时性好、使用方便、测量迅速，以及便于实现测量过程自动化等优点。

技术领域

本发明涉及一种频率检测系统，具体涉及一种基于 DSP 的多用途电气测频系统，属于正弦波信号频率检测技术领域。

背景技术

随着现代科学技术的发展，频率及时间的测量以及它们的控制技术在科学技术各领域，特别是在计量学、电子技术、信息科学、通信、天文和电子仪器等领域占有越来越重要的地位。从国际发展的趋势上看，频率标准的准确度和稳定度提高得非常快，几乎是每隔6至8年就提高一个数量级。

工程上测量频率和周期的方法一般可分为三种：无源测频法，有源比较法及电子技术法。无源测频法又可分为谐振法和电桥法，常用于频率粗测，精度在1%左右。有源比较法可分为拍频法和差频法，前者是利用两个信号线性叠加，产生拍频现象，通过监测零差后现象测频，常用于低频测量，误差在零点几赫；后者是利用两个信号非线性叠加，产生差频现象，通过检测零差现象测频，长用于高频测量，误差为20Hz左右。可见，以上方法在测量范围和精度上都难以达到要求，而数字测频法测量范围宽，精度高，易于实现。

数字测频能完成频率测量、时间测量、计数等功能的所有电子测量。频率和时间是数字测频技术领域中最基本的参量。目前，数字测频法广泛采用了集成电路和大规模集成电路，是仪器在小型化、耗电、可靠性精度等方面都大为改善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、测量精度高的基于DSP 的多用途电气测频系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于 DSP 的多用途电气测频系统，是整合到电路板上并封装形成的一个封闭的便携式电路板，包括接线柱、整流芯片、主控芯片、电源模块、串口，整流芯片、电源模块、串口均与主控芯片相连，待测工频信号和直流电源通过接线柱接入电气测频系统，主控芯片进行处理后通过串口通讯将频率数据传递给PLC控制器，完成频率的测量；电气测频系统还包括LCD，LCD通过主控芯片的GPIO控制读写，LCD用于显示测量结果。

更进一步的方案是：一路或多路待测220V强电交流信号直接接入电气测频系统，通过整流芯片的整流电路整流变换为低压幅值的方波信号，再输入主控芯片，主控芯片包括有事件管理器，事件管理器中的定时器和捕获单元用于测量频率；所述整流电路为交流过零检测整流电路。

更进一步的方案是：

所述主控芯片为150MHz高速处理能力的高精度定点数字信号控制器TMS320F28335DSP芯片，芯片包括事件管理器、PWM、串口通信模块，TMS320F28335DSP芯片使用事件管理器中的定时器、捕获单元完成频率的测量，使用PWM的输出实现自检电路的设计；使用RS-232，采用Modbus通信协议，实现下位机和上位机的通信，将测量结果在上位机中显示出来。

更进一步的方案是：

所述电气测频系统，采用1MHz 的计数频率对方波周期计数，使用TMS320F28335DSP芯片的高速浮点计算能力实现快速响应、高精度测频，对50Hz 工频测量精度达到0.02%；使用TMS320F28335DSP芯片的片内资源简化硬件电路设计，实现结构简单、测频系统稳定可靠。