Определение точного crosszero и частоты искаженного сетевого сигнала, нужен алгоритм Опции

[Make_Pic]

Здравствуйте!

Сейчас в схеме (не моя разработка) используется компаратор и фильтр с частотой среза 60Гц. Т.е. сетевое напряжение пониженное с помощью измерительного трансформатора (с точным коэфф. трансформации) подается одновременно на компаратор и фильтр. С выходов компаратора и фильтра два сигнала идут на процессор. Там по неизвестному мне алгоритму точно определяется точка перехода через ноль и частота сетевого напряжения.
Кто может подсказать, что за алгоритм используется?
И второе я использую в новой схеме DSPic микроконтроллер - хотелось бы убрать из схемы аналоговый фильтр - какой алгоритм присоветуете для определения точки перехода через ноль и частоты сетевого напряжения?

[Абырвалг]

Здравствуйте!

Сейчас в схеме (не моя разработка) используется компаратор и фильтр с частотой среза 60Гц. Т.е. сетевое напряжение пониженное с помощью измерительного трансформатора (с точным коэфф. трансформации) подается одновременно на компаратор и фильтр. С выходов компаратора и фильтра два сигнала идут на процессор. Там по неизвестному мне алгоритму точно определяется точка перехода через ноль и частота сетевого напряжения.
Кто может подсказать, что за алгоритм используется?
И второе я использую в новой схеме DSPic микроконтроллер - хотелось бы убрать из схемы аналоговый фильтр - какой алгоритм присоветуете для определения точки перехода через ноль и частоты сетевого напряжения?

Можно определить фазу синуса через ДПФ. Или зафильтровать сигнал в цифре и там определять переход через ноль, но фаза может сдвинуться. Или интерполировать синус в районе нуля прямой. Наверно можно много чего придумать, надо исходить из подробностей задачи.

[_Pasha]

"Неизвестный алгоритм": частота искаженного синуса есть частота первой гармоники, за что отвечает ФНЧ.
Выход ФНЧ и известное наперед групповое время задержки фильтра используются для определения интервалов валидности срабатывания компаратора, т.е. чтобы не принять возможный звон за полезный сигнал.
Надеюсь, более чем понятно.
ДСпик - огласите планируемую частоту выборки по данному каналу АЦП, требуемую точность - и станет ясно, можно без компаратора обойтись или низзя.

ЗЫ пропадают блин посты.

[Make_Pic]

ДСпик - огласите планируемую частоту выборки по данному каналу АЦП, требуемую точность - и станет ясно, можно без компаратора обойтись или низзя.

Частоту дискретизации еще не выбрал - подскажите, по точности: фазу надо определять до 1 град, частоту до 1Гц (+/-0.5Гц)

[Altemir]

По поводу crosszero почитайте у компаний, занимающихся разработкой SOC-ов для счётчиков электроэнергии. У кого-то встречал очень подробно размусоленное неплохое решение (программное, после АЦП, без компаратора). Вроде, у TI или Teridian, но могу ошибаться. Тогда кучу всяких soc-ов перерыл.

[AlikM]

Здравствуйте!

Сейчас в схеме (не моя разработка) используется компаратор и фильтр с частотой среза 60Гц. Т.е. сетевое напряжение пониженное с помощью измерительного трансформатора (с точным коэфф. трансформации) подается одновременно на компаратор и фильтр. С выходов компаратора и фильтра два сигнала идут на процессор. Там по неизвестному мне алгоритму точно определяется точка перехода через ноль и частота сетевого напряжения.
Кто может подсказать, что за алгоритм используется?
И второе я использую в новой схеме DSPic микроконтроллер - хотелось бы убрать из схемы аналоговый фильтр - какой алгоритм присоветуете для определения точки перехода через ноль и частоты сетевого напряжения?

Перед АЦП полосу надо бы ограничить, так что фильтр убирать не желательно. А в цифре можно использовать ФАПЧ 2-го порядка, например. Он и фазу и частоту выдаст.

Сообщение отредактировал AlikM - Oct 18 2010, 21:00

[Make_Pic]

По поводу crosszero почитайте у компаний, занимающихся разработкой SOC-ов для счётчиков электроэнергии. У кого-то встречал очень подробно размусоленное неплохое решение (программное, после АЦП, без компаратора). Вроде, у TI или Teridian, но могу ошибаться. Тогда кучу всяких soc-ов перерыл.

Спасибо - я то же где то встречал, а сейчас не могу найти этот документ
Апликейшен имеются практически у всех по этой теме и у Microchip и AD и TI и т.д, но где видел - не помню - тогда не надо было

Перед АЦП полосу надо бы ограничить, так что фильтр убирать не желательно. А в цифре можно использовать ФАПЧ 2-го порядка, например. Он и фазу и частоту выдаст.

Да я в посмотрел в схему - там сделано так первый фильтр с частотой среза 70Гц и 24дб на октаву, далее ноль компаратор и на прерывание и второй канал с того же входа фильтр 70Гц 6дб на октаву далее другой ноль компаратор и на другое прерывание проца.
Все это замешивается по какой то функции внутри проца и таблично определяется частота и фаза. В кодах тяжко бегать не имея С сорца.
Вопрос - что за функция внутрях?

По поводу применения ФАПЧ -> есть опасения, что ФАПЧ может давать ложные захваты частоты и фазы. Может я ошибаюсь - у вас есть какой нибудь пример применения?

[AlikM]

Да я в посмотрел в схему - там сделано так первый фильтр с частотой среза 70Гц и 24дб на октаву, далее ноль компаратор и на прерывание и второй канал с того же входа фильтр 70Гц 6дб на октаву далее другой ноль компаратор и на другое прерывание проца.
Все это замешивается по какой то функции внутри проца и таблично определяется частота и фаза. В кодах тяжко бегать не имея С сорца.
Вопрос - что за функция внутрях?

По поводу применения ФАПЧ -> есть опасения, что ФАПЧ может давать ложные захваты частоты и фазы. Может я ошибаюсь - у вас есть какой нибудь пример применения?

Внутри возможно есть таблица с ФЧХ (или характеристиками ГВЗ) фильтров и исходя из частоты (определяется, например, по БПФ) определяется фазовый сдвиг вносимый фильтром и соответсвенно, компенсируется. А два канала, видимо, для повышения точности измерений.

Нет, не ошибаетесь, но все не так уж плохо. В Вашем случае дискриминатор будет иметь характеристику sin(x) . Возможны две точки синхронизации. Первая соответствует 0 разности фаз , вторая 180 гр. разности фаз между входным и опорным колебаниями. Помехи, конечно, могут "проворачивать" петлю из одного устойчивого состояния в другое, но для разрешения неоднозначности фазы можно использовать cos-ную характеристику (на прямой ветви дискриминатора >0).
Особых проблем я здесь не вижу, так что могу помочь в расчетах и реализации.

Сообщение отредактировал AlikM - Oct 21 2010, 21:06

[wave48]

Довольно сложно получается. Я делал компаратор окна с оптроном на выходе. Получаются три коротких импульса. Переход через нуль определяем методом последовательных приближений, ведь частота не меняется мгновенно.

[AlikM]

Довольно сложно получается. Я делал компаратор окна с оптроном на выходе. Получаются три коротких импульса. Переход через нуль определяем методом последовательных приближений, ведь частота не меняется мгновенно.

Это только на первый взгляд сложно. А на самом деле там фильтр, DDS, умножитель. И это уже в цифре.
А вот на счет: "компаратор окна с оптроном на выходе". Как-то не понятно, поделитесь опытом. И откуда три коротких импульса и как по ним определять частоту и фазу?

[Make_Pic]

Это только на первый взгляд сложно. А на самом деле там фильтр, DDS, умножитель. И это уже в цифре.
А вот на счет: "компаратор окна с оптроном на выходе". Как-то не понятно, поделитесь опытом. И откуда три коротких импульса и как по ним определять частоту и фазу?

Присоединяюсь к вопросу - подробно пожалуйста расскажите методику и как из нее получить значение частоты.

[wave48]

Добрый день,

Схема использовалась для включения симисторных реле при нуле напряжения. Представляет из себя обычный компаратор окна. Получаем ДВА импульса, первый спад происходит перед переходом напряжения через нуль, следующий за ним фронт сразу после перехода сетевого напряжения через нуль. Если измерить таймерами время между ними и поделить пополам, получим точный переход через нуль, если он нужен. Само измерение частоты, сознаюсь, не делал.

Сигнал H после выпрямителя через два резистора по 220кОм. R52 подбирается. 10В были взяты с управляющей обмотки импульсного трансформатора.


Сообщение отредактировал wave48 - Oct 27 2010, 07:33

[Make_Pic]

Добрый день,

Схема использовалась для включения симисторных реле при нуле напряжения. Представляет из себя обычный компаратор окна. Получаем ДВА импульса, первый спад происходит перед переходом напряжения через нуль, следующий за ним фронт сразу после перехода сетевого напряжения через нуль. Если измерить таймерами время между ними и поделить пополам, получим точный переход через нуль, если он нужен. Само измерение частоты, сознаюсь, не делал.
Сигнал H после выпрямителя через два резистора по 220кОм. R52 подбирается. 10В были взяты с управляющей обмотки импульсного трансформатора.

Да уж, чудес не бывает, спасибо конечно, но не то. В случае искаженного синуса этот способ с уровнем компарирования +/-1.5% от нуля точный crosszero не даст.

[wave48]

Ну, тогда ещё одна мысль в защиту метода. Использовать ещё и длительности импульсов"окна", по ним можно определять наклон спада и подъема напряжения.

[AlikM]

Добрый день,

Схема использовалась для включения симисторных реле при нуле напряжения. Представляет из себя обычный компаратор окна. Получаем ДВА импульса, первый спад происходит перед переходом напряжения через нуль, следующий за ним фронт сразу после перехода сетевого напряжения через нуль. Если измерить таймерами время между ними и поделить пополам, получим точный переход через нуль, если он нужен. Само измерение частоты, сознаюсь, не делал.

Сигнал H после выпрямителя через два резистора по 220кОм. R52 подбирается. 10В были взяты с управляющей обмотки импульсного трансформатора.

Все это конечно вызывает уважение, но боюсь что даже если мы получим требуемую точность для одного диапазона частот, для другого точность будет не достаточной. Я уж не говорю о точности от экземпляра к экземпляру.
PS. Считаю что спецы в аналоговой схемотехнике (коим я, к сожалению,не являюсь) в наш цифровой век очень нужны, но, видимо, это не тот случай.

Но, кстати, автор темы определился с алгоритмом?