用于功率计的同步源自动选择电路制造技术

本发明专利技术涉及一种用于功率计的同步源自动选择电路，包括电源、外接电压输入信号、外接电流输入信号、通道选择电路、输入信号频率调理电路、锁相环倍频电路、输入信号检测电路以及通道切换控制电路。本发明专利技术通过选频网络的输出电平信号判断输入通道信号的有无，并利用此输出电平信号与逻辑门电路相运算实现对通道选择模拟开关的快速、准确、实时控制，从而以硬件方式实现对电压通道与电流通道的自动切换与检测，解决了传统以软件方式实现对电压通道与电流通道的控制所带来的软件运行不稳定、ADC采样触发不及时等缺陷，同时可以实现自动优选失真小、波形稳定的通道信号作为PLL锁相环的输入信号，一定程度上提高了数字功率计测量的效率与准确度。

Synchronous source automatic selection circuit for power meter

The invention relates to a synchronous source automatic selection circuit for a power meter, which comprises a power supply, an external voltage input signal, an external current input signal, a channel selection circuit, an input signal frequency conditioning circuit, a phase locked loop frequency doubling circuit, an input signal detection circuit and a channel switching control circuit. The invention judges the existence or absence of the input channel signal by the output level signal of the frequency selective network, and realizes the fast, accurate and real-time control of the channel selection analog switch by phase operation of the output level signal with the logic gate circuit, thereby realizing the automatic switching and detection of the voltage channel and the current channel in the hardware way, and solving the problem. It overcomes the defects of unstable software operation and inappropriate triggering of ADC sampling caused by the traditional software control of voltage and current channels. At the same time, it can automatically select channel signals with small distortion and stable waveform as input signals of PLL phase-locked loop, which improves the measurement of digital power meter to a certain extent. Efficiency and accuracy.

【技术实现步骤摘要】
用于功率计的同步源自动选择电路
本专利技术涉及电子测量领域，尤其是一种用于功率计的同步源自动选择电路。
技术介绍
随着现代电力电子行业的飞速发展,电源类、负载类产品越来越多，大部分电力电子系统都离不开电源、负载，由于电源的转换效率、负载功耗等相关问题直接影响相关产品的性能，这就需要用专用的测量仪器检测这些系统的能耗使用情况，因此对于家电制造厂商使用数字功率计对电源产品、家电产品的检测的需求加大；对数字功率计检测产品速度要求也进一步提高。数字功率计需要同时采样整周期内输入电压、电流信号的瞬时值，利用数值计算公式通过整周期的采样瞬时值计算输入电压、电流的有效值、峰值、功率及功率因数等其它数值，最终通过计算值定性分析被测件的性能指标。为了完整准确的采样到整周期内输入电压、电流信号的瞬时值，数字功率计主要采用以下两种方式：第一种基于定时器的软件控制方式，专利CN201621367496.7“一种减小功率计算误差的装置”，采用了双A/D的单片机对电压与电流信号进行同步采样，该专利实际操作中，采样方式为定时器采样，必须根据所采样信号的频率及对一个采样周期所需求的采样点的个数来确定定时器的定时周期，通过定时器触发ADC采样完成整周期瞬时值采样；第二种基于PLL锁相环硬件电路的软件控制方法，此方式首先需通过频率检测电路检测电压通道输入信号频率值，若存在电压信号则将电压通道的频率信号作为PLL锁相环的同步源，若不存在则切换频率检测电路到电流通道，若存在电流信号则将电流通道的频率信号作为PLL锁相环的同步源，若不存在则默认将电压通道的频率信号作为PLL锁相环的同步源，PLL锁相环通过倍频电路将同步源的倍频后信号作为ADC的采样触发同步信号。但是由于软件程序存在运行的不稳定性，并且对于频率较高的输入信号，定时器的定时时间较短，存在定时时延、定时精度降低的不足，同时此定时器采样方式受限于输入信号频率的限制，必须根据输入信号频率准确配置定时周期，取样点数；PLL锁相环硬件电路方法同样需要软件计算方式测量输入信号频率，从而判断输入信号有无；这些不足一方面影响ADC采样及时性与准确性，另一方面测量频率信号额外花费测量时间，影响仪器测试速度，有违客户生产线上对于测试速度的需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种用于功率计的同步源自动选择电路，主要用于数字功率计及其它需要利用锁相环进行输入信号同步送入ADC精确采样的领域。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于功率计的同步源自动选择电路，包括电源、外接电压输入信号、外接电流输入信号、通道选择电路、输入信号频率调理电路、锁相环倍频电路、输入信号检测电路以及通道切换控制电路；所述的外接电压输入信号、外接电流输入信号连接通道选择电路的输入端；所述通道选择电路的输出端连接输入信号频率调理电路的输入端；输入信号频率调理电路的输出端连接锁相环倍频电路、输入信号检测电路的输入端；所述输入信号检测电路的输出端连接通道切换控制电路的输入端；通道切换控制电路的输出端连接通道选择电路的控制端；所述的锁相环倍频电路的输出作为ADC采样的触发信号。进一步的说，本专利技术所述的电源为通道选择电路、输入信号频率调理电路、锁相环倍频电路以及输入信号检测电路供电。再进一步的说，本专利技术所述的通道选择电路包括第一模拟开关，第一模拟开关的两个输入端分别连接外接电压输入信号、外接电流输入信号。再进一步的说，本专利技术所述的输入信号频率调理电路将输入的周期信号调理为同频率的方波信号；输入信号频率调理电路包括电源+5V，第一电阻，第一电容，第一对二极管，第二电阻，第三电阻，第二电容，第一运算放大器，第一稳压管，第二稳压管，第四电阻，第三电容，第二对二级管，第五电阻，第二运算放大器，第六电阻，第七电阻，第四电容；第一电阻的一端连接第一模拟开关的输出端，第一电阻的另一端连接第一电容、第一对二级管、第二电容、第三电阻的一端、第一稳压管的阳极，第一电阻的另一端同时连接第一运算放大器的反向端，第一对二级管的另一端连接第二电阻的一端，第一对二级管的另一端同时连接第一运算放大器的同向端，第二电阻的另一端连接数字信号地GND，第一稳压管的阴极连接第二稳压管阳极，第一运算放大器的输出端连接第二电容、第三电阻的另一端、第二稳压管的阳极，第一运算放大器的输出端同时连接第四电阻的一端，第四电阻的另一端连接第三电容、第二对二级管的一端，第四电阻的另一端同时连接第二运算放大器的同向端，第三电容的另一端连接数字信号地GND，第二对二级管的另一端连接第五电阻的一端，第二对二级管的另一端同时连接第二运算放大器的反向端，第五电阻的另一端连接数字信号地GND，第二运算放大器的输出端连接第六电阻、第七电阻的一端，第六电阻的另一端连接电源+5V，第七电阻的另一端连接第四电容的一端，第四电容的另一端连接数字信号地GND。再进一步的说，本专利技术所述的输入信号检测电路包括LM567音频解码器，输入信号检测电路检测是否存在指定带宽内的输入信号；包括电源+5V，第五电容，第八电阻，第三稳压管，第四稳压管，第九电阻，第十电阻，第十一电阻，第三运算放大器，第十二电阻，第十三电阻，第六电容，第七电容，第八电容，第九电容，第一音频解码器，第十四电阻，第十五电阻，第十电容；第五电容的一端连接第四电容的一端，第五电容的另一端连接第八电阻的一端，第八电阻的另一端连接第三稳压管的阴极、第四稳压管的阳极、第九电阻的一端，第八电阻的另一端同时连接第三运算放大器的反向端，第三稳压管的阳极连接数字信号地GND，第四稳压管的阴极连接数字信号地GND，第九电阻的另一端连接数字信号地GND，第十电阻的一端连接数字信号地GND，第十电阻的另一端连接第十一电阻的一端，第十电阻的另一端同时连接第三运算放大器的同向端，第三运算放大器的输出端连接第十一电阻的另一端，第三运算放大器的输出端同时连接第十二电阻的一端，第十二电阻的另一端连接第六电容的一端，第六电容的另一端连接第一音频解码器的3脚端，第八电容的一端连接数字信号地GND，第八电容的另一端连接第一音频解码器的2脚端，第九电容的一端连接数字信号地GND，第九电容的另一端连接第一音频解码器的1脚端，第十三电阻的一端连接电源+5V，第十三电阻的另一端连接第一音频解码器的4脚端，第十三电阻的另一端同时连接第七电容的一端，第七电容的另一端连接数字信号地GND，第十四电阻的一端连接电源+5V，第十四电阻的另一端连接第一音频解码器的8脚端，第一音频解码器的7脚端连接数字信号地GND，第十五电阻的一端连接第一音频解码器的5脚端，第十五电阻的另一端连接第一音频解码器的6脚端，第十五电阻的另一端同时连接第十电容的一端，第十电容的另一端连接数字信号地GND。再进一步的说，本专利技术所述的通道切换控制电路包括异或门电路，所述异或门电路的一个输入端连接音频解码器的输出端，异或门电路的另一输入端连接异或门的输出端；通道切换控制电路根据输入信号检测电路输出的信号与当前第一模拟开关的控制信号进行逻辑运算，产生的输出信号继续用于控制通道选择电路的模拟开关的切换。再进一步的说，本专利技术所述的锁相环倍频电路部分负责将输入信号频率调理电路所获得的频率信号调理为指定倍数的频率信号作为ADC采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于功率计的同步源自动选择电路，其特征在于：包括电源、外接电压输入信号、外接电流输入信号、通道选择电路、输入信号频率调理电路、锁相环倍频电路、输入信号检测电路以及通道切换控制电路；所述的外接电压输入信号、外接电流输入信号连接通道选择电路的输入端；所述通道选择电路的输出端连接输入信号频率调理电路的输入端；输入信号频率调理电路的输出端连接锁相环倍频电路、输入信号检测电路的输入端；所述输入信号检测电路的输出端连接通道切换控制电路的输入端；所述通道切换控制电路的输出端连接通道选择电路的控制端；所述的锁相环倍频电路的输出作为ADC采样的触发信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于功率计的同步源自动选择电路，其特征在于：包括电源、外接电压输入信号、外接电流输入信号、通道选择电路、输入信号频率调理电路、锁相环倍频电路、输入信号检测电路以及通道切换控制电路；所述的外接电压输入信号、外接电流输入信号连接通道选择电路的输入端；所述通道选择电路的输出端连接输入信号频率调理电路的输入端；输入信号频率调理电路的输出端连接锁相环倍频电路、输入信号检测电路的输入端；所述输入信号检测电路的输出端连接通道切换控制电路的输入端；所述通道切换控制电路的输出端连接通道选择电路的控制端；所述的锁相环倍频电路的输出作为ADC采样的触发信号。2.如权利要求1所述的用于功率计的同步源自动选择电路，其特征在于：所述的电源为通道选择电路、输入信号频率调理电路、锁相环倍频电路以及输入信号检测电路供电。3.如权利要求1所述的用于功率计的同步源自动选择电路，其特征在于：所述的通道选择电路包括第一模拟开关，第一模拟开关的两个输入端分别连接外接电压输入信号、外接电流输入信号。4.如权利要求1所述的用于功率计的同步源自动选择电路，其特征在于：所述的输入信号频率调理电路将输入的周期信号调理为同频率的方波信号。5.如权利要求1所述的用于功率计的同步源自动选择电路，其特征在于：输入信号检测电路包括LM567音频解码器，输入信号检测电路检测是否存在指定带宽内的输入信号。6.如权利要求1所述的用于功率计的同步源自动选择电路，其特征在于：所述的通道切换控制电路包括异或门电路，所述异或门电路的一个输入端连接音频解码器的输出端，异或门电路的另一输入端连接异或门的输出端；通道切换控制电路根据输入信号检测电路输出的信号与当前第一模拟开关的控制信号进行逻辑运算，产生的输出信号继续用于控制通道选择电路的模拟开关的切换。7.如权利要求1所述的用于功率计的同步源自动选择电路，其特征在于：所述的锁相环倍频电路将输入信号频率调理电路所获得的频率信号调理为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵浩华，陈乐乐，
申请(专利权)人：常州同惠电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32