此时fomin=O。在特定的使用状态下,若要限制锁相环的输出频率范围,可通过R5的补偿作用来实现。锁相环输出频率fo的估算式为:
式中:V1的幅值正比于标准电压方波信号和锁相环比较信号之间的相位差;VGS和VTP分别为锁相环内部MOS管的栅一源极压降;VD为锁相环工作电压。因为本电路要求锁相环的输出频率经过1 024分频后为12.5 Hz,即锁相环必须锁定在12.8 kHz附近,故可取R4=10 kΩ,R5=∞,C2=5.6 nF。
2.2 CD4046低通滤波器R3,Cl的设计
适当选择R3和C1,对改善环路捕捉性能及工作稳定性有很大作用。若取较大的时间常数R3和C1,则会使环路跟踪较快变化的输入频率时引起过度的延迟;若取较小的时间常数R3和C1,则会使环路跟踪快速变化的输入信号时。引起锁相环输出频率的反常变化。综合考虑,选择R3=100 kΩ,C1=2μF。
3 实验结果
闪变信号电路设计实例:输入电压=220 V±1O%50 Hz,输出标准电压=0~15 V(峰值)50 Hz,锁相环芯片CD4046,地址发生器4040,EPROM27C256,数/模转换芯片DAC0832,分频器4040,单稳态触发器4528,C1=2μF,C2=5.6 nF,R4=10 kΩ,R5=∞,R3=100 kΩ,R10=10 kΩ,R9=R11=20 kΩ。设计并研制成功的闪变信号电路试验结果,如图3所示。
由图3可见,这种闪变信号电路THD小、幅值可调、简单实用、价格低廉等优点。试验结果与理论分析一致。
4 结 语
闪变作为评定电能质量的重要指标,能更直接、更迅速地反映出电网的供电质量。而闪变仪的准确度也是人们关心的问题。本文对闪变信号电路进行了理论与选型分析,实现了理论上的闪变信号,为之后电能质量检测装置的验证提供了良好的信号源。其实验结论如下:
(1)闪变信号电路由电网电压取样和正弦波一方波转换电路、倍频或分频电路、时钟信号产生电路、相位同步电路、正弦波产生电路等五个部分构成。
(2)该闪变信号电路具有THD小、幅值可调、简单实用、价格低廉等优点。
(3)试验结果与理论分析一致。