TMS320F28335在電網(wǎng)頻率測(cè)量中的應(yīng)用

　　2. 1 系統(tǒng)的組成

　　系統(tǒng)主要由互感器、低通濾波、過零檢測(cè)、控制處理等模塊組成。系統(tǒng)模塊如圖2 所示。

　　圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

　　在模擬通道的前端通過精密互感器對(duì)電網(wǎng)信號(hào)進(jìn)行采集。低通濾波濾除信號(hào)的高次諧波， 以避免諧波對(duì)過零檢測(cè)環(huán)節(jié)的影響， 提高測(cè)量精度。過零檢測(cè)電路由電壓比較器MAX474 和電阻等元件組成， 對(duì)正弦信號(hào)進(jìn)行整形，得到與電網(wǎng)基波相同頻率的方波信號(hào)， 提高信號(hào)邊沿的捕捉精度。過零檢測(cè)電路對(duì)正弦信號(hào)的陷波有一定的抑制能力。

　　2. 2 測(cè)量原理

　　采用TMS320F28335 的eCAP1 模塊對(duì)方波的上升沿進(jìn)行捕捉， 每次捕捉完上升沿后都對(duì)32 位定時(shí)器進(jìn)行置位， 上升捕捉的計(jì)數(shù)值為N 1。

　　則除設(shè)備開始運(yùn)行的第一周波之外， 之后的捕捉到的定時(shí)器值N 1 與頻率f 成比例關(guān)系， 即：

　　( 其中K 為輸入信號(hào)分頻系數(shù))。

　　在150 MHz 主頻的DSP 中， 32 位的定時(shí)器溢出的時(shí)間接近半分鐘， 對(duì)電力系統(tǒng)基波進(jìn)行上述的測(cè)量， 其不會(huì)溢出。

　　3 測(cè)頻在DSP 中的實(shí)現(xiàn)

　　3. 1 時(shí)間預(yù)定標(biāo)器與誤差分析

　　時(shí)間預(yù)定標(biāo)器的功能框圖如圖3 所示。

　　圖3 事件預(yù)定標(biāo)器功能

　　輸入的被捕捉信號(hào)可以通過預(yù)定標(biāo)器進(jìn)行頻， 或者選擇直通工作方式。分頻系數(shù)由寄存器ECCT L1 的PRESCALE 控制， 可以進(jìn)行2 到62 偶數(shù)次分頻。分頻有利于提高測(cè)量精度， 因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.104case.com/news/listbylabel/label/頻率">頻率測(cè)量時(shí)計(jì)數(shù)值越高， 測(cè)頻的測(cè)量精度也就越高。

　　采用直通方式對(duì)50 Hz 的信號(hào)進(jìn)行測(cè)頻， 計(jì)數(shù)值大概為3× 106 次。假設(shè)對(duì)信號(hào)進(jìn)行K 次分頻， 則計(jì)數(shù)值將是K× 3× 106 次。定時(shí)器由于計(jì)數(shù)造成的絕對(duì)誤差為：

　　采用時(shí)間預(yù)定標(biāo)器對(duì)信號(hào)分頻可以提高測(cè)量精度， 但也會(huì)降低測(cè)量的實(shí)時(shí)性。對(duì)于K 分頻， 則需要K 個(gè)周波才能得到頻率信息， 即此時(shí)得到的測(cè)量頻率是K 個(gè)周波之前的頻率。采用直通方式造成的絕對(duì)誤差大約為310- 7 , 完全可以滿足電力系統(tǒng)測(cè)頻的要求。考慮到電力系統(tǒng)頻率測(cè)量的實(shí)時(shí)性， 本設(shè)計(jì)采樣直通方式對(duì)頻率進(jìn)行測(cè)量。