有源電力濾波器中鎖相倍頻電路的實(shí)現

　　此鎖相倍頻電路采用了一片鎖相環(huán)芯片74HC4046、一片累加計數器CD4040和低通濾波器，其電路連接圖如圖3所示。

圖3鎖相倍頻電路原理圖

　　A相電壓經(jīng)過(guò)零信號檢測電路后得到與A相電壓同步的50Hz方波，作為鎖相倍頻電路的輸入信號進(jìn)入鎖相環(huán)芯片74HC4046的14號引腳，4號引腳是74HC4046內部壓控振蕩器的輸出端，其輸出信號輸入CD4040的10號引腳，進(jìn)行256倍的倍頻，其倍頻信號從二進(jìn)制計數器CD4040的13號引腳輸出又進(jìn)入74HC4046的3號引腳，即比較信號輸入端，74HC4046內部的相位比較器對兩個(gè)信號進(jìn)行相位比較后，從相位比較器Ⅱ的輸出端13號引腳輸入，經(jīng)過(guò)由、和組成的低通濾波器，將高頻噪聲濾除后，再進(jìn)入74HC4046的內部壓控振蕩器，作為其控制信號，從上述過(guò)程可以看到這是一個(gè)閉環(huán)控制系統，經(jīng)過(guò)不斷的調節，使輸出信號頻率為輸入信號頻率的256倍，并且使輸入信號與比較信號的頻差為零。

3實(shí)驗結果及分析

　　過(guò)零檢測電路在外加信號頻率為50Hz正弦波時(shí)的實(shí)驗波形圖如圖4所示。

圖4過(guò)零信號與正弦波形

　　圖5所示為所設計的鎖相倍頻電路的輸出實(shí)驗波形。

圖5鎖相倍頻電路輸出的12.82kHz方波

　　壓控振蕩器的輸入電壓來(lái)自于低通濾波器的輸出，所以輸出頻率會(huì )有一定的波動(dòng)，此鎖相倍頻電路的輸出頻率范圍在12.77kHz-12.82kHz。鎖相倍頻電路輸出的頻率在被DSP捕捉到后就會(huì )啟動(dòng)AD7656對信號采樣，由于輸出頻率的脈動(dòng)，采樣點(diǎn)的正弦和余弦值可能會(huì )與表中存儲的正弦和余弦表有一定誤差。在滿(mǎn)足鎖相速度的前提下，應當盡可能減小低通濾波器的截止頻率，以減小輸出頻率的波動(dòng)。