基于DSP的跟踪频率变化的交流有样技术

间（用T2计数器的变化量表示），这样可以计算出周波的周期/频率。
　　
　　用一个定时器T3完成定时触发采样，每隔一个采样周期T3定时器的比较匹配输出端T3CMP输出一个下降沿脉冲去启动ADC进行一次A/D转换，所以T3CMP的启动信号的间隔具有确定性。
　　
　　下面对频率/周期和采样间隔的计算作出推导。
　　
　　（1）频率和周期
　　
　　捕获器用T2作时基，CAP1端每出现一个上升沿脉冲表示一个周波开始，同时立刻进入NMI中断程序，在中断程序中读取FIFO1寄存器的值赋给T3的周期寄存器。要注意的是：FIFO1总是初始化为0，所以FIFO1的值是在刚过去的周波内T2计数器的增加值；而T2的分频系数为128，假设DSP的工作频率为20MHz，这样就可以计算出上一个周波的周期T和频率f：
　　
　　T=(1/20)μs×128×（FIFO1）=
　　
　　（128/20）×10-6×（FIFO1）s
　　
　　f=1/T=(20×106)/[128×(FIFO1)]=156250/(FIFO1)Hz
　　
　　（2）跟踪频率变化的采样间隔
　　
　　
　　
　　
　　如果T2工作在定时/计数状态下，给T2的周期寄存器T2PER赋初值为FIFO1寄存器的值，则T2的周期中断时间即是上一个周波的周期；而在NMI中断程序中将FIFO1寄存器的值赋给T3的周期寄存器T3PER.注意：T2的分频系数为128，T3的分频系数为1，所以T3的周期中断时间是一个周期的电量的1/128；而采样周期用T3作时基，T3的周期中断即是采样中断。从而实现了一个周期的128点采样，即实现了跟踪频率变化的交流采样，当然，有一个周波的滞后。
　　
　　每个周期会产生一次NMI（不可屏蔽中断），在NMI中断程序中将T2CNT的增加值（在FIFO寄存器）读出来赋给T3的周期寄存器。因为T2的分频系数为128，这样T3的周期中断时间即为一个周期的1/128，实现了一个周期采样128点的目的。
　　
　　3硬件设计
　　
　　（1）互感器电路及设计注意事项
　　
　　利用互感器电网的二次高压和电流交换成0～5V或-5～+5V的电压送入A/D转换器，具体电路如图1所示。
　　
　　图1中，电压互感器的原边100V，副边输出2mA电流经OP07转换成-3.5～+3.5V的电压量（注意：幅值范围为-5～+5V）。电流互感器的原边输入5A的电流，副边输出2mA的电流经运放转换成-3.5～+3.5V的电压量。
　　
　　D11、D12，D21、D22为运放输入限幅保护电路；C11、R14，C21、R23为互感器相移补偿电路。因采样时只要保证一个周波采样N点，什么时候开始并不重要，所可以省去相移补偿电路。
　　
　　R11，R12、R13，R21、R22的值可以通过以上给出的电流、电压值计算出来：R11=100V/2mA，R12+R13=R21+R22=3.5V/2mA。运放的输出端可以接一电容进行滤波。
　　
　　运放的输出可以再接一级电压跟随器（如图2的U1A）起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。
　　
　　（2）过零触发电路
　　
　　具体电路如图2所示。U1A构成的电压跟随器的作用如上所述，它的正端输入来自互感器电路的输出。U2A构成一个过零比较

《基于DSP的跟踪频率变化的交流有样技术(第2页)》