TMS320F28335在電網頻率測量中的應用

　　2. 1 系統的組成

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

　　圖2 系統硬件結構

　　在模擬通道的前端通過精密互感器對電網信號進行采集。低通濾波濾除信號的高次諧波， 以避免諧波對過零檢測環節的影響， 提高測量精度。過零檢測電路由電壓比較器MAX474 和電阻等元件組成， 對正弦信號進行整形，得到與電網基波相同頻率的方波信號， 提高信號邊沿的捕捉精度。過零檢測電路對正弦信號的陷波有一定的抑制能力。

　　2. 2 測量原理

　　采用TMS320F28335 的eCAP1 模塊對方波的上升沿進行捕捉， 每次捕捉完上升沿后都對32 位定時器進行置位， 上升捕捉的計數值為N 1。

　　則除設備開始運行的第一周波之外， 之后的捕捉到的定時器值N 1 與頻率f 成比例關系， 即：

　　( 其中K 為輸入信號分頻系數)。

　　在150 MHz 主頻的DSP 中， 32 位的定時器溢出的時間接近半分鐘， 對電力系統基波進行上述的測量， 其不會溢出。

　　3 測頻在DSP 中的實現

　　3. 1 時間預定標器與誤差分析

　　時間預定標器的功能框圖如圖3 所示。

　　圖3 事件預定標器功能

　　輸入的被捕捉信號可以通過預定標器進行頻， 或者選擇直通工作方式。分頻系數由寄存器ECCT L1 的PRESCALE 控制， 可以進行2 到62 偶數次分頻。分頻有利于提高測量精度， 因為頻率測量時計數值越高， 測頻的測量精度也就越高。

　　采用直通方式對50 Hz 的信號進行測頻， 計數值大概為3× 106 次。假設對信號進行K 次分頻， 則計數值將是K× 3× 106 次。定時器由于計數造成的絕對誤差為：

　　采用時間預定標器對信號分頻可以提高測量精度， 但也會降低測量的實時性。對于K 分頻， 則需要K 個周波才能得到頻率信息， 即此時得到的測量頻率是K 個周波之前的頻率。采用直通方式造成的絕對誤差大約為310- 7 , 完全可以滿足電力系統測頻的要求。考慮到電力系統頻率測量的實時性， 本設計采樣直通方式對頻率進行測量。