專利名稱：頻率跟隨電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于電能表的頻率跟隨電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)電能表的信號采樣一般采用固定頻率的采樣信號對周期性交流信號進(jìn)行采樣，以單位時(shí)間內(nèi)采樣的點(diǎn)數(shù)作為計(jì)數(shù)。但是，在測量的周期性交流信號的頻率發(fā)生變化時(shí)，每個(gè)周期的采樣點(diǎn)數(shù)也會(huì)隨之變化，因此，極難保證采樣的精確性。在現(xiàn)有技術(shù)中，也有使用頻率跟隨電路來提高采樣的精確性，但是，在設(shè)計(jì)頻率跟隨電路時(shí)，往往由于各種缺陷造成頻率跟隨丟失，出現(xiàn)頻譜泄漏的情況，電能表內(nèi)部的采樣信號就保證不了采樣的精確性；而且，一旦諧波出現(xiàn)，保證采樣信號的精確性就更加難上加難。·發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供了一種頻率跟隨及時(shí)、準(zhǔn)確、采樣信息精確的頻率跟隨電路。為解決上述問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種頻率跟隨電路，包括依次相連的信號采樣電路、倍頻電路和限幅電路，所述頻率跟隨電路還包括鎖相跟蹤電路，鎖相跟蹤電路的輸入端與限幅電路的輸出端相連，所述信號采樣電路包括依次相連的低通濾波電路和高通濾波電路。優(yōu)選地，所述信號采樣電路的信號輸入端連接有A相電源。優(yōu)選地，所述低通濾波電路包括依次相連的電阻R39和電容C99，電阻R39的另一接線端為頻率跟隨電路的信號輸入端，電容C99的另一接線端接地；所述高通濾波電路包括依次相連的電容C69和電阻R36，電容C69的另一接線端連接在電阻R39和電容C99的連接處，電阻R36的另一接線端接地，電容C69和電阻R36的連接處與倍頻電路的輸入端相連。優(yōu)選地，所述倍頻電路包括型號為LM2904M的運(yùn)算放大器U5、電阻R31、電阻R35、電阻R30、電容C49和二極管Dl，運(yùn)算放大器U5的反向輸入端與信號采樣電路相連，運(yùn)算放大器U5的正向輸入端通過電阻R35接地，正向輸入端上還連接有直流電源，直流電源通過電容C49接地；運(yùn)算放大器U5的輸出端與正向輸入端之間并聯(lián)有電阻R31，輸出端還通過電阻R30和二極管Dl接地，二極管Dl由電阻R30向接地方向截止，電阻R30和二極管Dl的連接處與限幅電路的輸入端相連。優(yōu)選地，所述限幅電路包括型號為74HC14的斯密特觸發(fā)器U3，觸發(fā)器U3的輸入端與倍頻電路的輸出端相連，觸發(fā)器U 3的正向閾值電壓輸入端與直流電源相連,反向閾值電壓輸入端接地，觸發(fā)器U3的輸出端與鎖相跟蹤電路的輸入端相連。優(yōu)選地，所述鎖相跟蹤電路包括型號為74HC4046的鎖相環(huán)U1、型號為74HC4040的紋波計(jì)數(shù)器U2和型號為74HC393的紋波計(jì)數(shù)器U4，鎖相環(huán)Ul的兩個(gè)電容引腳上并聯(lián)有電容C33，鎖相環(huán)Ul的Rl電阻引腳上連接有電阻R28，電阻R28的另一接線端接地，鎖相環(huán)Ul的信號輸入引腳與限幅電路的輸出端相連，鎖相環(huán)Ul的比較器輸入引腳與紋波計(jì)數(shù)器U4的輸出端相連，鎖相環(huán)Ul的相位比較輸出引腳上依次連接有電阻R29、電阻R27和電容C38，電容C38的另一接線端接地，電容C38上并聯(lián)有電容C84，鎖相環(huán)Ul的壓控振蕩器輸入引腳與電阻R29和電阻R27的連接處相連，壓控振蕩器輸出引腳與紋波計(jì)數(shù)器U2的計(jì)數(shù)輸入引腳相連；紋波計(jì)數(shù)器U2的復(fù)位輸入引腳接地，紋波計(jì)數(shù)器U2的輸出引腳與紋波計(jì)數(shù)器U4的計(jì)數(shù)輸入引腳相連；計(jì)數(shù)器U4的復(fù)位輸入引腳接地。相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的頻率跟隨電路通過信號采樣電路、倍頻電路、限幅電路和鎖相跟蹤電路的組合體確保頻率跟隨的及時(shí)和準(zhǔn)確性 ，保證了電源系統(tǒng)的功率因素、降低了耗散功率，避免了諧波對采樣信號的干擾，提高了采樣信號的精確度，十分適用于有高精度要求的電能表。

圖I是本實(shí)用新型頻率跟隨電路的原理框圖。圖2是本實(shí)用新型頻率跟隨電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本實(shí)用新型，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。參照圖1-2，本實(shí)用新型的頻率跟隨電路，包括依次相連的信號采樣電路、倍頻電路、限幅電路和鎖相跟蹤電路，其中，信號采樣電路包括依次相連的低通濾波電路和高通濾波電路。出于對高精度的要求，頻率跟隨電路能很好的應(yīng)用在電能表中。電能表在三相電供電中，由于缺相的現(xiàn)象極少，而B相電、C相電信號又會(huì)出現(xiàn)疊加的現(xiàn)象，容易影響頻率的正常跟隨，因此，信號采樣電路的信號輸入端與A相電源相連；同時(shí)，該電路在A相電源缺相的情況下，也可由電能表內(nèi)部的計(jì)量芯片產(chǎn)生50Hz的基波作為參考。所述低通濾波電路包括依次相連的電阻R39和電容C99，電阻R39的另一接線端為頻率跟隨電路的信號輸入端，信號輸入端為A相電源，電容C99的另一接線端接地。電阻R39和電容C99組成的低通濾波避免高頻率引起的頻率跟隨異常。所述高通濾波電路包括依次相連的電容C69和電阻R36，電容C69的另一接線端連接在電阻R39和電容C99的連接處，電阻R36的另一接線端接地，電容C69和電阻R36的連接處與倍頻電路的輸入端相連。所述倍頻電路包括型號為LM2904M的運(yùn)算放大器U5、電阻R31、電阻R35、電阻R30、電容C49和二極管Dl。電阻R31的阻值為510K，電阻R35的阻值為510K，用以控制運(yùn)算放大器U5的增益。運(yùn)算放大器U5的反向輸入端與信號采樣電路相連，運(yùn)算放大器U5的正向輸入端通過電阻R35接地，正向輸入端上還連接有正3. 3V的直流電源，直流電源通過電容C49接地。運(yùn)算放大器U5的輸出端與正向輸入端之間并聯(lián)有電阻R31，輸出端還通過電阻R30和二極管Dl接地，二極管Dl由電阻R30向接地方向截止，電阻R30和二極管Dl的連接處與限幅電路的輸入端相連。所述限幅電路包括型號為74HC14的斯密特觸發(fā)器U3，觸發(fā)器U3的輸入端與倍頻電路的輸出端相連，觸發(fā)器U3的正向閾值電壓輸入端與正3. 3V直流電源相連,反向閾值電壓輸入端接地，觸發(fā)器U3的輸出端與鎖相跟蹤電路的輸入端相連。[0019]所述鎖相跟蹤電路包括型號為74HC4046的鎖相環(huán)Ul、型號為74HC4040的紋波計(jì)數(shù)器U2和型號為74HC393的紋波計(jì)數(shù)器U4。鎖相環(huán)Ul的兩個(gè)電容引腳上并聯(lián)有電容C33，鎖相環(huán)Ul的Rl電阻引腳上連接有電阻R28，電阻R28的另一接線端接地；鎖相環(huán)Ul的信號輸入引腳與限幅電路的輸出端相連，鎖相環(huán)Ul的比較器輸入引腳與紋波計(jì)數(shù)器U4的輸出端相連，鎖相環(huán)Ul的相位比較輸出引腳上依次連接有電阻R29、電阻R27和電容C38，電容C38的另一接線端接地，電容C38上并聯(lián)有電容C84 ;鎖相環(huán)Ul的壓控振蕩器輸入引腳與電阻R29和電阻R27的連接處相連，壓控振蕩器輸出引腳與紋波計(jì)數(shù)器U2的計(jì)數(shù)輸入引腳相連；鎖相環(huán)Ul的電源輸入管腳上連接有正3. 3V的直流電源，鎖相環(huán)Ul的接地管腳接地。紋波計(jì)數(shù)器U2的復(fù)位輸入引腳接地，紋波計(jì)數(shù)器U2的輸出引腳與紋波計(jì)數(shù)器U4的計(jì)數(shù)輸入引腳相連；紋波計(jì)數(shù)器U2的電源輸入管腳上連接有正3. 3V的直流電源，紋波計(jì)數(shù)器 U2的接地管腳接地。計(jì)數(shù)器U4的復(fù)位輸入引腳接地，計(jì)數(shù)器U4的電源輸入管腳上連接有正3. 3V的直流電源，計(jì)數(shù)器U4的接地管腳接地。鎖相環(huán)Ul的壓控振蕩器輸出引腳上可連接AD采樣芯片，作為AD采樣芯片精確采樣的主頻。
權(quán)利要求1.一種頻率跟隨電路，包括依次相連的信號采樣電路、倍頻電路和限幅電路，其特征在于，所述頻率跟隨電路還包括鎖相跟蹤電路，鎖相跟蹤電路的輸入端與限幅電路的輸出端相連，所述信號采樣電路包括依次相連的低通濾波電路和高通濾波電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頻率跟隨電路，其特征在于，所述信號采樣電路的信號輸入端連接有A相電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頻率跟隨電路，其特征在于，所述低通濾波電路包括依次相連的電阻R39和電容C99，電阻R39的另一接線端為頻率跟隨電路的信號輸入端，電容C99的另一接線端接地；所述高通濾波電路包括依次相連的電容C69和電阻R36，電容C69的另一接線端連接在電阻R39和電容C99的連接處，電阻R36的另一接線端接地，電容C69和電阻R36的連接處與倍頻電路的輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頻率跟隨電路，其特征在于，所述倍頻電路包括型號為LM2904M的運(yùn)算放大器U5、電阻R31、電阻R35、電阻R30、電容C49和二極管Dl，運(yùn)算放大器U5的反向輸入端與信號米樣電路相連,運(yùn)算放大器U5的正向輸入端通過電阻R35接地,正向輸入端上還連接有直流電源，直流電源通過電容C49接地；運(yùn)算放大器U5的輸出端與正向輸入端之間并聯(lián)有電阻R31，輸出端還通過電阻R30和二極管Dl接地，二極管Dl由電阻R30向接地方向截止，電阻R30和二極管Dl的連接處與限幅電路的輸入端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頻率跟隨電路，其特征在于，所述限幅電路包括型號為74HC14的斯密特觸發(fā)器U3，觸發(fā)器U3的輸入端與倍頻電路的輸出端相連，觸發(fā)器U3的正向閾值電壓輸入端與直流電源相連，反向閾值電壓輸入端接地，觸發(fā)器U3的輸出端與鎖相跟蹤電路的輸入端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的頻率跟隨電路，其特征在于，所述鎖相跟蹤電路包括型號為74HC4046的鎖相環(huán)U1、型號為74HC4040的紋波計(jì)數(shù)器U2和型號為74HC393的紋波計(jì)數(shù)器U4，鎖相環(huán)Ul的兩個(gè)電容引腳上并聯(lián)有電容C33，鎖相環(huán)Ul的Rl電阻引腳上連接有電阻R28，電阻R28的另一接線端接地，鎖相環(huán)Ul的信號輸入引腳與限幅電路的輸出端相連，鎖相環(huán)Ul的比較器輸入引腳與紋波計(jì)數(shù)器U4的輸出端相連，鎖相環(huán)Ul的相位比較輸出引腳上依次連接有電阻R29、電阻R27和電容C38，電容C38的另一接線端接地，電容C38上并聯(lián)有電容C84，鎖相環(huán)Ul的壓控振蕩器輸入引腳與電阻R29和電阻R27的連接處相連，壓控振蕩器輸出引腳與紋波計(jì)數(shù)器U2的計(jì)數(shù)輸入引腳相連；紋波計(jì)數(shù)器U2的復(fù)位輸入引腳接地，紋波計(jì)數(shù)器U2的輸出引腳與紋波計(jì)數(shù)器U4的計(jì)數(shù)輸入引腳相連；計(jì)數(shù)器U4的復(fù)位輸入引腳接地。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種頻率跟隨電路，包括依次相連的信號采樣電路、倍頻電路和限幅電路，所述頻率跟隨電路還包括鎖相跟蹤電路，鎖相跟蹤電路的輸入端與限幅電路的輸出端相連，所述信號采樣電路包括依次相連的低通濾波電路和高通濾波電路。本實(shí)用新型通過信號采樣電路、倍頻電路、限幅電路和鎖相跟蹤電路的組合體確保頻率跟隨的及時(shí)和準(zhǔn)確性，保證了電源系統(tǒng)的功率因素、降低了耗散功率，避免了諧波對采樣信號的干擾，提高了采樣信號的精確度，十分適用于有高精度要求的電能表。
文檔編號H03L7/08GK202772867SQ20122045251
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者朱信洪, 方武峰, 余武軍 申請人:杭州西力電能表制造有限公司