基于80C196的频率测量及在电压采样中的应用

频率测量频率和电压是电力系统中的两个重要电气量。提出了一种基于80C196单片机HSI的频率测量方法，并依据测量的频率来改变电压的采样时间间隔，实现频率跟踪功能。该方法频率测量精度高，实行频率跟踪采样，提高了电压计算精度。
    关键词：电力系统，80C196，频率测量，频率跟踪，电压计算

1　引　言
　　在电力系统中，电压和频率是反应电力系统电能质量的两个重要参数。同时，在继电保护行业，电压和频率也是继电保护、测控、同期合闸等装置进行相应动作的重要判据。
　　电力系统中，一般为了节省测频回路，频率的测量传统上都是利用电压的采样瞬时值来计算频率〔2〕〔3〕，这种方法由于采样精度和谐波的原因，虽然采用了各种补偿措施，实际测量精度仍然不能满足像自动准同期等以频率或频差作为动作判据的装置的要求。电压的计算，传统上一般采用傅立叶算法。傅立叶算法有着把基波及各次谐波分量分离的优点，可以得到各分量的大小，从而得到了广泛的应用。但是这种算法中相关系数固定，当被测信号频率变化时，会带来较大的测量误差。对于这种情况，有采用锁相倍频采样触发电路〔4〕〔5〕的方法，来保证每一信号周期内获取相同的采样点数，提高计算精度，但同时，这种专门的锁相倍频采样触发电路增加了设计成本和调试难度。
　　本文提出了一种利用80C196的HIS（High SpeedInput，高速输入）对信号进行频率测量的方法，测量精度高，通过测得的频率相应地改变电压采样频率，实现频率跟踪，很好地提高电压计算精度。这种方法既简化了电路设计，又在得到高精度频率测量的同时提高了电压计算精度。
2　硬件设计
2．1　硬件构成
   电力系统中，三相电压频率是一样的，任选其中一相作为频率测量的信号。硬件结构如图1所示。