一种基于阶跃门电路的频率测量与误差补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于阶跃门电路的频率测量与误差补偿方法及系统，其中，方法包括以下步骤：被测信号通过互感器按一定比例转化为可测量的有效信号，运算放大器参照阶跃门限电压将有效信号的基波整形为同频方波信号，方波信号频率与基准晶振频率比较，确定频率测量方法。本发明专利技术通过设置阶跃门限电压的方式，使得被测信号中的谐波信号经过运算放大器转化后彻底被滤除，基波信号转化为同频的矩形波信号，从而消除谐波信号引起的零点漂移或多次过零对基波信号的影响，进而完全剔除谐波信号对基波信号频率测量的影响，减小基波信号的频率测量误差，增加阶跃门电路频率测量的准确度。增加阶跃门电路频率测量的准确度。增加阶跃门电路频率测量的准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于阶跃门电路的频率测量与误差补偿方法及系统


[0001]本专利技术属于频率测量
，特别涉及一种基于阶跃门电路的频率测量与误差补偿方法及系统。

技术介绍

[0002]现有技术中，传统频率测量一般采用单位时间内计被测量信号的上升沿(或下跳沿)个数或是计读指定被测量上升沿(或下跳沿)个数计时间方法测量，上述方法首先将被测量信号转换成5V左右的同频波，再经运算放大器门限电路转换成同频方波；采用单位时间内计上升沿个数的方法测频率，频率的计算公式如下：f＝(n
‑
1)/t，其中，n为单位时间内的上升沿个数，t为单位时间，若在被测量上升沿刚过开始计时，指定时间内计到频率个数最多差一个，则测量误差为r＝1/(n
‑
1)。
[0003]以工频电为例要使测量精度达到0.1级，则计读频率数至少为1001，既每20s可以测一次频率，若考虑到偕波影响和其他因素测量时间会成倍增长，且很难达到要求的。特别是在低频和变频测量中，几乎不可能得到较高频率测量精度。
[0004]因此，专利技术一种基于阶跃门电路的频率测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于阶跃门电路的频率测量与误差补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：收集阶跃门电路的被测信号；通过互感器将收集的被测信号转化为有效信号，有效信号通过运算放大器阶跃门限电压将有效信号整形为同频方波信号；将有效信号频率与频率计的晶振频率进行比较；若同频方波信号频率大于等于基准晶振频率的2倍时，以基准晶振方波上升沿为参考开始计数，即检测基准晶振产生的方波来第一个上升沿，对同频方波信号与基准晶振信号同步计数，当基准晶振产生的方波上升沿计数数量到预设数量时，同频方波信号与基准晶振信号同步停止计数，即以晶振方波上升沿参考计数法测量有效信号的频率。若同频方波信号频率小于晶振频率的2倍时，以同频方波信号上升沿为参考开始计数，即检测同频方波信号来第一个上升沿，对同频方波信号与基准晶振信号同步计数，当同频方波信号上升沿计数数量到预设数量时，同频方波信号与基准晶振信号同步停止计数，即以同频方波信号上升沿参考计数法测量有效信号的频率。2.根据权利要求1所述的一种基于阶跃门电路的频率测量与误差补偿方法，其特征在于：所述运算放大器通过阶跃门限电压将有效频率整形为同频方波信号包括：所述有效信号包括基波信号和谐波信号；通过设置门限电压剔除谐波信号影响，设置方法如下：当有效信号的电压大于或等于门限上限电压时，运算放大器产生上升沿，输出高电平；当有效信号的电压大于门限下限电压，小于门限上限电压时，保持原电平状态不变；当有效信号的电压小于或等于门限下限电压时，运算放大器产生下降沿，输出低电平。3.根据权利要求2所述的一种基于阶跃门电路的频率测量与误差补偿方法，其特征在于：所述设置门限电压包括：通过电压信号采集单元采集基波信号的信号电压有效值U
有效
，且门限上限电压的幅值处于kU
有效
和U
有效
之间，门限下限电压的幅值处于
‑
U
有效
和
‑
kU
有效
之间，其中k值介于0
‑
1间，可根据需要设置或频率测量系统自适应确定。4.根据权利要求1所述的一种基于阶跃门电路的频率测量与误差补偿方法，其特征在于：所述晶振方波上升沿参考计数法测量有效信号的频率包括：系统启动稳定后，设定检测时长，系统自动初步比较基准晶振频率与被测信号同频方波频率，若同频方波频率大于等于基准晶振频率的2倍，系统自动计算出基准晶振输出上升沿个数n0，当检测到基准晶振方波进行第一个上升沿时，计数器启动...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟平，陈昭，孟寒冰，孟凡卓，李健，于菊，张祥坤，田俊英，乔学明，邵馨玉，唐潇，卢媛，宫宝凝，李伟，李佳蔓，夏迎雪，梁英英，王虹，刘振华，勇群，夏明田，赛宁，
申请(专利权)人：山东卓奇电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：