一種數據同步采樣的鎖相環電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于數據采樣技術領域，涉及一種數據同步采樣的鎖相環電路。
【背景技術】
[0002]隨著電力電子整流設備、電氣化鐵路、電弧爐、以及其他非線性設備大量涌入電力系統，使得電力系統的電能質量問題日益嚴重。只有對電網的電能質量做出實時可靠的監測與分析，才能制定有效的措施來改善電網電能質量問題。
[0003]目前智能配電終端在實際的測量中所處理的信號都是經過采樣和A/D轉換得到的有限長數字序列，時域的截斷會造成頻域的展寬，使頻譜發生泄漏；很難做到同步采樣，易產生柵欄效應誤差；很難做到整數次周期截斷，易使頻譜發生泄漏。
[0004]基于上述三個原因，迫切需要一種數據同步采樣的鎖相環電路，提高智能配電終端的各項參數精度。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種數據同步采樣的鎖相環電路，解決了現有技術中存在的問題。
[0006]本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下:一種數據同步采樣的鎖相環電路，包括:
[0007]輸入接口、第一分頻電路、鎖相環電路、第二分頻電路、輸出接口 ；
[0008]所述輸入接口用于接收待檢測信號，并將所述待檢測信號傳送至所述第一分頻電路的輸入端連接；
[0009]所述第一分頻電路的輸出端連接所述鎖相環電路的信號輸入端；
[0010]所述鎖相環電路的壓控振蕩器輸出端連接所述第二分頻電路的輸入端；
[0011]所述第二分頻電路的輸出端連接所述鎖相環電路的比較信號輸入端；
[0012]所述鎖相環電路的壓控振蕩器輸出端連接所述輸出接口。
[0013]在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進:
[0014]進一步，所述第一分頻電路包括計數器，所述計數器的時鐘脈沖信號輸入端連接所述第一分頻電路的輸入端，所述計數器的輸出端連接所述第一分頻器的輸出端。
[0015]進一步，所述計數器為74HC390計數器，所述74HC390計數器的時鐘脈沖的輸入端CKB連接所述第一分頻電路的輸入端，所述74HC390計數器的QA輸出端連接所述第一分頻器的輸出端。
[0016]進一步，所述鎖相環電路由CD4046鎖相環集成電路構成，所述CD4046鎖相環集成電路的信號輸入端AIN連接所述第一分頻電路的輸出端，所述CD4046鎖相環集成電路的比較信號輸入端BIN連接所述第二分頻電路的輸出端，所述CD4046鎖相環集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT連接所述第二分頻電路的輸入端；
[0017]所述⑶4046鎖相環集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT與所述輸出接口連接。
[0018]進一步，所述第二分頻電路包括分頻器，所述分頻器的時鐘信號輸入端連接所述第二分頻電路的輸入端，所述分頻器的輸出端連接所述第二分頻電路的輸出端。
[0019]進一步，所述分頻器為⑶4040B 二進制計數器/分頻器，所述⑶4040B 二進制計數器/分頻器的時鐘信號輸入端nCLK連接所述第二分頻電路的輸入端，所述CD4040B 二進制計數器/分頻器的Q12輸出端或Ql輸出端連接所述第二分頻電路的輸出端。
[0020]本實用新型通過對待測信號和鎖相環電路的輸出信號分別進行分頻，得到兩路分頻信號，鎖相環電路對上述兩路分頻信號進行相位同步，利用分頻后的信號的同步實現待測信號和鎖相環電路輸出信號的同步，有效地提高了監測數據的精度，應用于智能配電終端系統中時，可以提高智能配電終端的各項參數精度，有助于分析和改善電力電網的電能質量。
【附圖說明】
[0021]圖1為一種數據同步采樣的鎖相環電路的結構示意圖；
[0022]圖2為一種數據同步采樣的鎖相環電路的一具體實施例結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。
[0024]圖1為一種數據同步采樣的鎖相環電路的結構示意圖，如圖1所示，一種數據同步采樣的鎖相環電路，包括:輸入接口、第一分頻電路、鎖相環電路、第二分頻電路、輸出接口 ；輸入接口用于接收待檢測信號，并將待檢測信號傳送至第一分頻電路的輸入端連接；第一分頻電路的輸出端連接鎖相環電路的信號輸入端；鎖相環電路的壓控振蕩器輸出端連接第二分頻電路的輸入端；第二分頻電路的輸出端連接鎖相環電路的比較信號輸入端；鎖相環電路的壓控振蕩器輸出端連接輸出接口。
[0025]圖2為一種數據同步采樣的鎖相環電路的一具體實施例結構示意圖，如圖2所示，在本實施例中，第一分頻電路包括計數器，具體的，計數器采用74HC390計數器U1，74HC390計數器Ul的時鐘脈沖的輸入端CKB連接第一分頻電路的輸入端，74HC390計數器Ul的QA輸出端連接第一分頻器的輸出端。鎖相環電路由⑶4046鎖相環集成電路U2構成，⑶4046鎖相環集成電路U2的信號輸入端AIN連接第一分頻電路的輸出端，CD4046鎖相環集成電路U2的比較信號輸入端BIN連接第二分頻電路的輸出端，CD4046鎖相環集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT連接第二分頻電路的輸入端；CD4046鎖相環集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT與輸出接口連接；第二分頻電路包括分頻器，具體的，分頻器采用⑶4040B 二進制分頻器U3，⑶4040B 二進制分頻器U3的時鐘信號輸入端nCLK連接第二分頻電路的輸入端，⑶4040B 二進制分頻器U3的Q12輸出端連接第二分頻電路的輸出端。
[0026]接下來，以本具體實施例的電路為例，對本實用新型電路的工作原理進行說明:
[0027]在本具體實施例中，待測信號Wave是信號源發生器輸出的電壓信號，頻率為50Hz，第一分頻電路中的74HC390計數器Ul的功能是要把50Hz的工頻信號整成5Hz的方波，經由74HC390計數器Ul的QA輸出端傳送給由⑶4046鎖相環集成電路U2構成的鎖相環電路進行鎖相，經鎖相環電路鎖相后，鎖相環電路中CD4046鎖相環集成電路U2的壓控振蕩器輸出端VCOUT輸出20.48KHZ的采樣頻率給第二分頻電路，經第二分頻電路⑶4040B 二進制分頻器U3分頻后得到5Hz的頻率，將第二分頻電路CD4040B 二進制分頻器U3輸出的5Hz頻率信號與74HC390計數器Ul輸出的5Hz頻率信號送入鎖相環電路進行比較，驗證頻率是否同步，進行頻率鎖定。
[0028]鎖相環電路中⑶4046鎖相環集成電路U2輸出的20.48KHz的采樣頻率作為信號的采樣頻率，是50Hz待測信號的4096倍，從而實現在10個周波2048個點。鎖相環電路輸出的采樣頻率相對于待測信號頻率的倍數由第二分頻電路的輸出決定，因此，如果想改變倍數，可以根據需要的倍數將鎖相環電路中CD4046鎖相環集成電路U2的比較信號輸入端BIN接到第二分頻電路CD4040B 二進制分頻器U3的其它輸出端，例如，當預定鎖相環電路輸出的采樣頻率為12.24KHz，是50Hz待測信號的2048倍，就可以將CD4046鎖相環集成電路U2的比較信號輸入端BIN接到第二分頻電路的⑶4040B 二進制分頻器U3的Ql輸出端。
[0029]本實用新型通過對待測信號和鎖相環電路的輸出信號分別進行分頻，得到兩路分頻信號，鎖相環電路對上述兩路分頻信號進行相位同步，利用分頻后的信號的同步實現待測信號和鎖相環電路輸出信號的同步，很大地提高了監測數據的精度，應用于智能配電終端系統中時，可以提高智能配電終端的各項參數精度，有助于分析和改善電力電網的電能質量。
[0030]以上所述實施步驟和方法僅僅表達了本實用新型的一種實施方式，描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。在不脫離本實用新型專利構思的前提下，所作的變形和改進應當都屬于本實用新型專利的保護范圍。
【主權項】
1.一種數據同步采樣的鎖相環電路，包括: 輸入接口、第一分頻電路、鎖相環電路、第二分頻電路、輸出接口 ； 所述輸入接口用于接收待檢測信號，并將所述待檢測信號傳送至所述第一分頻電路的輸入端連接； 所述第一分頻電路的輸出端連接所述鎖相環電路的信號輸入端； 所述鎖相環電路的壓控振蕩器輸出端連接所述第二分頻電路的輸入端； 所述第二分頻電路的輸出端連接所述鎖相環電路的比較信號輸入端； 所述鎖相環電路的壓控振蕩器輸出端連接所述輸出接口。
2.根據權利要求1所述一種數據同步采樣的鎖相環電路，其特征在于:所述第一分頻電路包括計數器，所述計數器的時鐘脈沖信號輸入端連接所述第一分頻電路的輸入端，所述計數器的輸出端連接所述第一分頻器的輸出端。
3.根據權利要求2所述一種數據同步采樣的鎖相環電路，其特征在于:所述計數器為74HC390計數器，所述74HC390計數器的時鐘脈沖的輸入端CKB連接所述第一分頻電路的輸入端，所述74HC390計數器的QA輸出端連接所述第一分頻器的輸出端。
4.根據權利要求1或2或3所述一種數據同步采樣的鎖相環電路，其特征在于:所述鎖相環電路由CD4046鎖相環集成電路構成，所述CD4046鎖相環集成電路的信號輸入端AIN連接所述第一分頻電路的輸出端，所述CD4046鎖相環集成電路的比較信號輸入端BIN連接所述第二分頻電路的輸出端，所述CD4046鎖相環集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT連接所述第二分頻電路的輸入端； 所述CD4046鎖相環集成電路的壓控振蕩器輸出端VCOUT與所述輸出接口連接。
5.根據權利要求1或2所述一種數據同步采樣的鎖相環電路，其特征在于:所述第二分頻電路包括分頻器，所述分頻器的時鐘信號輸入端連接所述第二分頻電路的輸入端，所述分頻器的輸出端連接所述第二分頻電路的輸出端。
6.根據權利要求5所述一種數據同步采樣的鎖相環電路，其特征在于:所述分頻器為⑶4040B 二進制計數器/分頻器，所述⑶4040B 二進制計數器/分頻器的時鐘信號輸入端nCLK連接所述第二分頻電路的輸入端，所述CD4040B 二進制計數器/分頻器的Q12輸出端或Ql輸出端連接所述第二分頻電路的輸出端。
【專利摘要】本實用新型涉及一種數據同步采樣的鎖相環電路，包括：輸入接口、第一分頻電路、鎖相環電路、第二分頻電路、輸出接口；輸入接口用于接收待檢測信號，并將待檢測信號傳送至第一分頻電路的輸入端連接；第一分頻電路的輸出端連接鎖相環電路的信號輸入端；鎖相環電路的壓控振蕩器輸出端連接第二分頻電路的輸入端；第二分頻電路的輸出端連接鎖相環電路的比較信號輸入端；鎖相環電路的壓控振蕩器輸出端連接輸出接口。本實用新型可有效地提高了監測數據的精度，應用于智能配電終端系統中時，可以提高智能配電終端的各項參數精度，有助于分析和改善電力電網的電能質量。
【IPC分類】H03L7-18
【公開號】CN204392227
【申請號】CN201520088385
【發明人】相康康, 楊文耀, 趙全鑫
【申請人】深圳市惠立智能電力科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月6日