基于80C196的频率测量及在电压采样中的应用

时间:2011-05-21来源:网络


其中,t—freq、tcy、tcy+2、ltcy、iosl—map、freq—err、freq为定义的80C196的通用寄存器,SH—Point,Tcy—Normal为规定的常数,分别为一周内采样点数和50Hz时HSI正常计数值。t—freq为频率测量计数,代表着在触发时间内HIS的实际计数值。应用中可以依据不同的测量精度要求,以不同的数值除以该计数,以获得频率的数值。对于50 Hz的信号,在一个周期内计数理论上为25 000,以125 000000(Constant freqhl)除以该值,即可得到测量精度为0.01Hz的频率测量的定点运算值freq(如上面的程序所示)。
4 跟踪能力分析
  从上面的频率跟踪实现过程来看,当信号频率稳定在某一频率时,只要经过信号的一个周期时间,HSI就产生数据有效事件,采样频率就能跟踪上信号频率,从而提高电压计算精度。
  对于以一定的滑差变化频率的信号,这里存在采样跟踪的实时性问题。从试验可以知道,在不实行频率跟踪的情况下,当信号频率与50 Hz基准频率的偏差小于0.5 Hz时,电压计算精度依然较高,能够满足各装置的行为需要。为增加计算冗余,可以以0.3 Hz为限。因为本算法频率跟踪为信号一周就跟踪一次,对于电力系统,即,约20 ms跟踪一次,所以,只要滑差小于0.3Hz/20ms=15Hz/s时,电压采样就能跟踪信号频率而不影响计算精度。而实际上,在电力系统中15Hz/s的频率滑差根本是不存在的。所以,本算法是切实可行的。
5 实施频率跟踪对电压计算的影响及结论
  作者采用80C196、12位A/D的单片机系统,编程实现了对50 Hz、100 V的电压信号进行每周12点采样计算的模拟试验,当信号频率与50 Hz偏差较大时,采用采样频率跟踪信号频率比不采用该方法时的电压计算具有更高的精度。通过观察实时显示数据,频率在55 Hz时两者计算比较示意图如图3所示。



  另外,对于频率以一定的滑差连续变化的信号,因为采样频率有实时跟踪功能,电压计算依然有着较高的精度。
  本文提出的这种频率测量方法,软硬件实现简单,测量精度高。采样频率跟踪信号频率,使得采样值更好地适合傅立叶算法,从而提高了电压计算精度。适合于电力系统中各继电保护装置中高精度的频率和电压测量。 

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关键词: 80C196 频率测量 电压采样 中的应用

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