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关于电压和电流相位检测电路及实现的原理

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ID:668004 发表于 2022-12-5 19:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
1.将输入的同频率的采样电压、采样电流信号整定成为方波信号,这两个方波信号,送到D触发器。若电压超前电流,则C为逻辑“0”;若电流超前电压,则C为逻辑“1”

问题①-----D触发器是如何判断电压和电流的相位关系的?以及D触发器如何判断出哪个超前哪个?

2. 两个方波信号同时也输入到与门,得到体现相位差的脉宽信号,若电压和电流同相,则该脉宽信号的占空比为50%;如果存在相位差,则该脉宽信号的占空比必然小于为50%。而这个占空比即成为单片机控制输出频率增加或减小频率量的依据。两个方波信号同时也输入到与门,得到体现相位差的脉宽信号。电压和电流同相,则该脉宽信号的占空比为50%,如果存在相位差,则该脉宽信号的占空比必然小于为50%。这个占空比即成为单片机控制输出频率增加或减小频率量的依据

问题②-----与门是如何将电压、电流方波信号变成可以体现其相位差脉宽信号的?

问题③-----电压和电流同相,脉宽信号的占空比为50%;存在相位差,脉宽信号的占空比必然小于为50%;这个与门是怎么识别的?

问题④-----与门电路有点多余?D触发器已经判断出电压、电流的相位关系,而且与门也不能定量判断出电压、电流之间的相位差相差多少?

问题⑤-----如果电压超前电流,电流超前电压,单片机输出频率分别如何调整?XC容抗=1/2πfc,XL感抗=2πfl;如果电压超前电流,电容电压不能突变,电感电流不能突变,电路呈现感抗更多;为了减少感抗需要降低频率。如果电流超前电压,电容电压不能突变,电感电流不能突变,电路呈现容抗更多;为了减少容抗需要增大频率。分析是否正确?

以上问题①②③④⑤问题,请帮忙解答 谢谢大家 万分感谢
频率跟踪.png
相位差测量.png
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ID:883242 发表于 2022-12-5 23:02 | 显示全部楼层
问题①②③④,根据波形图和原理图很容易看出来,总不能让我把与门的真值表也画给你吧,这样子干脆把《数字电路》这本书全都抄写到这个帖子里面算了。

问题⑤取决于你的负载特性,你都不说负载是什么。
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ID:1034262 发表于 2022-12-5 23:36 | 显示全部楼层
不用那么麻烦吧?如果频率不是很高,比如1000Hz一下,将电压电流做ADC就可以轻松计算出来,比如用哪个DFT方式。
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ID:123289 发表于 2022-12-7 16:46 | 显示全部楼层
1、信号A是CLK,信号B是D,由于周期一样,则CLK上沿出现时,D的正负就决定了两者的超前与迟后的关系。为个不难理解。想像一下:同相时,D在CLK上沿是0是1?向前、向后挪一点呢?
2、两个信号相与,有0出0,当相差180时,不是A=0,就是B=0,与门输出为0。当相差0时,A、B同0同1,同1时与门出1,同0时与门同0,输出各占50%的空间。所以,从同相到相差180度,与门输出脉宽是50%-0%。其实用或门也可以,只不过输出是从50%-100%。
所以,根据与门输出的脉冲占空比就可以算出两者的相差了。
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ID:123289 发表于 2022-12-7 16:59 | 显示全部楼层
前提:先将两个信号处理成对称方波A、B,即正负各占50%。
问题①:一个方波A做D触发器的CLK,在它的上沿采样另一个方波B,如果同相,理论上D的状态也在B的上沿上,0?1?不确定,但只要B向前或后挪动一点,只1、0是确定了。
问题②:两个相同周期的对称方波相与,输出必是0-50%上面已分析,甚至给出或门时为50-100%。
问题③:用单片机做个周期与脉宽的比较即可。
问题④:与门很关键,输出的正脉冲宽度与周期比,就是相差。
问题⑤:这个太初级,不讲了。感压前流后,容压后流前。
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ID:668004 发表于 2022-12-7 19:09 | 显示全部楼层
coody_sz 发表于 2022-12-5 23:36
不用那么麻烦吧?如果频率不是很高,比如1000Hz一下,将电压电流做ADC就可以轻松计算出来,比如用哪个DFT方 ...

ADC可以算出来相位?
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ID:668004 发表于 2022-12-15 11:02 | 显示全部楼层
Hephaestus 发表于 2022-12-5 23:02
问题①②③④,根据波形图和原理图很容易看出来,总不能让我把与门的真值表也画给你吧,这样子干脆把《数字 ...

负载是换能器
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ID:668004 发表于 2022-12-15 11:02 | 显示全部楼层
coody_sz 发表于 2022-12-5 23:36
不用那么麻烦吧?如果频率不是很高,比如1000Hz一下,将电压电流做ADC就可以轻松计算出来,比如用哪个DFT方 ...

是M级别的 比如5M的信号
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ID:668004 发表于 2022-12-15 11:03 | 显示全部楼层
coody_sz 发表于 2022-12-5 23:36
不用那么麻烦吧?如果频率不是很高,比如1000Hz一下,将电压电流做ADC就可以轻松计算出来,比如用哪个DFT方 ...

ADC采集什么???我不知道你DFT是什么含义   傅里叶?具体怎么实现你知道吗
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ID:668004 发表于 2022-12-15 11:05 | 显示全部楼层
yzwzfyz 发表于 2022-12-7 16:59
前提:先将两个信号处理成对称方波A、B,即正负各占50%。
问题①:一个方波A做D触发器的CLK,在它的上沿采 ...

很抽象   你有水平  但是感觉说得不通俗
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