一种基于数字移相技术的调试装置设计及应用.pdf

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1、电力专栏l一种基于数字移相技术的调试装置设计及应用王剑宏，徐余丰(1．衢州供电公司，浙江衢州324002；2．浙江辉博电力发展有限公司，浙江衢州324002)摘要：设计一种通过AVR单片机对方波信号延时输出来实现0~360。移相的多功能调试装置，并对其软、硬件的组成和主要功能及扩展应用进行阐述。关键词：移相；单片机；A／D转换；方波信号；调试装置DesignandApplicationofDebuggingDeviceBasedonDigitalPhaseShiftWANGJian-hong，XUYu—feng(1．QuzhouPowerSupplyCompany，Q

2、uzhou324002，China；2．ZhejiangHuiboPowerDevelopmentCo．，LTD，Quzhou324002，China)Abstract：AdebugdeviceusingAVRMCUoutputrectangularwavesignaldelaytoimplement0~360。digitalphaseshiftingisdesigned．Thesoftwareandhardwarestructure，mainfunctionandextendfunctionareintroduced．Keywords：phaseshift；MCU；

3、A／Dconversion；rectangularwavesignal；debuggingdevicel一0引言l二[要实现B信号对A信号的移相．一种途径是直接对模拟信号进行移相．如阻容移相、变压器移相等⋯．但该类移相器有许多不足之处：输出波形受输入波形的影响，移相操作不方便；体积过大，不便于移动；移图1环形队列移相系统图2方波移相系统相角度受所接负载和时间等因素的影响而产生漂移：信号作为单片机中的CTC的计数脉冲．则计数脉冲始相角可调范围小于90~等终是a信号的3600倍。一个信号周期为360o，那么在随着单片机技术的发展和完善．数字移相技术已一个信号周期内每个计数

4、脉冲即代表0．1o故只需以成为主流．常见的有2种基本方案：a信号为参考．延时若干个计数脉冲的时间来产生e(1)环形队列移相方式．系统原理如图1所示。信号即可做到移相．改变延时计数脉冲的个数Ⅳ即可电压比较电路主要用来把工频信号变换成方波改变移相值I3_。另外。由于c信号与B信号的相位因波信号．以作为倍频电路中锁相环的输入信号：倍频电形转换电路的存在而不同．故将B信号整形成b信号路可以由锁相环CC4046及双BCD同步加法计数器反馈给单片机．由单片机测出a信号与b信号间的计CC4518组成(CC4518作分频器用)。A／D芯片用来实数脉冲个数n，从而得到实际移相值为nxO

5、．1o。现对波形数据f幅度1的采集、转换，A／D每采集一个通过单片机控制环形队列数据输入输出方式实点．就存入存储器的环形队列中。同样D／A芯片借助单现移相的电路．适合于对频率要求不高．且移相角度片机先从队列中读人一个数据．再由倍频信号来控制固定的场合：以延时输出方波(方波信号移相)方式实D／A输出数据的时间间隔，从而达到移相的目的_2]。要现的移相．可用于对频率要求较高．且需360o无极移实现以上基本功能．单片机一般选用AT89C51系列。相的场合但两种方案的电路结构均较复杂，所需的(2)方波信号移相方式，系统原理如图2所示。芯片种类和数量较多参考信号A．经整形后得到

6、方波信号a。再利用锁为此．介绍一种基于多功能集成单片机系统数字相技术对a作倍频处理(如3600倍频)，并将此倍频移相技术的综合校验装置的设计方案。1系统硬件电路设计作者简介：王剑宏(1971一)，工程师，从事电力系统运行、检修、维护及高低压电力设备的生产管理和技术工作。1．1设计目标收稿日期：2014-01-16设计一台多功能综合调试装置，要求可以用于测自动化应用20146期104电力专栏图7测试接线原理要的抗干扰措施。如．对电源输入回路的电源部分通过EMI电路进行滤波呈季装置还可设置RS一232口．以便与电脑直接连接进行数据传输、软件调试等。另外，为方便对装置本身进

7、行年度校验和日常运行检查．应考虑设置控制计时器启停的外接控制端接线柱等图6软件流程经实际使用测试．该调试装置性能可靠、实用性另外．通过增加过电压保护及动作时间测试功高，可作为电气设备制造、安装施工等企业的现场调能．该装置还可以作为无功补偿自动投切设备的专用试设备．具有较高的推广价值调试装置使用。在单片机中设置一个过电压定值．当装置输出电压大于过电压定值时．启动单片机中的计参考文献时器开始计时：当过电压消失或接收到外部信号命令【1]缪晓中．一种频率可调的数字移相器设计[J]_仪器仪表后．计时器停止计时标准化与计量，2005，(6)：30．32典型测试接