Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Микроконтроллеры
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
Рейтинг 4.81/63: Рейтинг темы: голосов - 63, средняя оценка - 4.81
Soubir
1

Определение перехода синусоиды через ноль

29.03.2016, 13:53. Показов 11889. Ответов 18
Метки нет (Все метки)

Добрый день, господа!

Встала задача определения перехода напряжения в сети 220 В через ноль. Схема стандартная - сеть -делитель -АЦП - МК. Соответственно из -за неидеальности напряжения в сети, переход через ноль стандартным способом вычислить не получится, так как могут быть скачки в районе нуля. Соответственно встает вопрос, каким образом можно определить точный момент перехода через ноль? Слышал о способе, основанном на преобразовании Фурье и о возможном использовании фильтра. Есть ли у кого какая -нибудь информация по этой теме (ссылки на статьи, книги)?

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
29.03.2016, 13:53
Ответы с готовыми решениями:

Генерация синусоиды с ЦАПа через DMA (ADuCM360)
Есть код программы DAC_DMA. Надо чуть чуть переделать что бы генерировать синусоиду и через...

Поиск точек перехода через ноль.
Здравствуйте. Интересует такой вопрос: как можно найти точки перехода через ноль (см. рис. ниже)...

Точка перехода функции мощности через ноль
Здравствуйте! Помогите, пожалуйста. Полистал форум, но так и не понял(. Нужно определить точное...

Оптрон для детектирования перехода перем. тока через ноль
На ардуиновском форуме мелькнула схемка диммера, работающего за счёт отсечения части полупериода...

18
0 / 0 / 0
Регистрация: 20.06.2011
Сообщений: 269
29.03.2016, 14:17 2
А что есть стандартный способ? Компаратор?
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,113
29.03.2016, 14:50 3
Метод фазовой подстройки, см.
0
Soubir
29.03.2016, 15:18 4
Под стандартным способом я имел ввиду обработку дискретных отсчетов с АЦП на микроконтроллере. Соответственно удобнее было бы определить точный переход через ноль на МК.
Soubir
29.03.2016, 15:20 5
Компаратор также не покажет переход через ноль, если это не чистая синусоида, то есть в момент перехода сигнал будет пересекать ноль несколько раз.
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.01.2013
Сообщений: 1,625
29.03.2016, 15:46 6
Цитата Сообщение от Soubir
переход через ноль стандартным способом вычислить не получится, так как могут быть скачки в районе нуля.
Для решения задачи надо дать определение, что такое "переход через 0", и чем он отличается от скачков вблизи нуля.
0
Soubir
29.03.2016, 15:51 7
Если я правильно понимаю, то мне для измерения ПКЭ необходимо выделить, где был переход через ноль именно синусоиды частоты 50 Гц. Так как напряжение в сети неидеально, то оно содержит в себе гармоники других частот, которые могут создавать ложные переходы через ноль.
0 / 0 / 0
Регистрация: 31.01.2013
Сообщений: 1,625
29.03.2016, 15:59 8
Смотря как будет использоваться результат.
Если надо включить тиристор, то метод может быть только приблизительный, с некоторой фиксированной задержкой, скажем, 0.2 мс. Это реализуется с помощью ФНЧ и компаратора с гистерезисом.
А если чтобы обмерить сигнал, то надо разложить его в Фурье, взять отсчеты частоты 50 Гц по X и Y, которые дадут сдвиг фазы, далее по тригонометрическим отношениям находится отрезок времени до точки X=1,Y=0.

PS. Если в сигнале отсутствует искомая частота 50 Гц, то термин "фаза" теряет смысл, а в формулах получится деление на 0.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 18.01.2012
Сообщений: 1,418
29.03.2016, 16:10 9
Цитата Сообщение от Soubir
Добрый день, господа! ... Слышал о способе, основанном на преобразовании Фурье и о возможном использовании фильтра. Есть ли у кого какая -нибудь информация по этой теме (ссылки на статьи, книги)?
Наверно это функции Уолша. Я делал для рассчета фазы синусоидального сигнала, работало стабильно. Да и код не сложный.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 20.06.2011
Сообщений: 269
29.03.2016, 16:11 10
Ну у меня тиристоры в комплексе асинхронного генератора, комутируют ёмкости, на тиристорах ловлю ноль напряжения компараторами, есть там небольшой гистерезис конечно, но вполне годно. Всёж от задачи действительно зависит.
0
Soubir
29.03.2016, 17:39 11
Скорее как раз мне надо смотреть в том направлении, про которое говорят itysiy и yiv91
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 3,113
29.03.2016, 17:53 12
Следящий фильтр с полосой удержания в доли герца ... вообще-то он способен выдавать правильный сигнал даже при наличии 90% уровня помех. В данном случае уровень помех вряд-ли когда-нибудь превысит 5%.
Фазовая автоподстройка - самый эффективный способ получения первичного сигнала без помех. ФНЧ/ФВЧ и полосовые даже близко не лежали. ))
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 16.03.2013
Сообщений: 4,224
30.03.2016, 01:16 13
Что за задача в которой нужно так заморачиваться?

Берется оптопара, она выдает цифровой сигнал по переходу нуля. Единственное сдвинутый по фазе из за того, что ток срабатывания достигается на в самом нуле, а там где ток через светодиод достигнет уровня срабатывания
Для единичного экземпляра довольно точно подстраивается константным смещением
Для большого числа копий смещение тоже вариант, но увеличится ошибка

Этого мало?

Есть схемы на транзисторах суть которых такая - на высоковольтной стороне делается низковольтное питание с тем, чтобы иметь питание в самом нуле. Для детектирования нуля ставится транзистор который собственно срабатывает уже при 0.6в, то есть для такой схемы ноль это фаза синуса от -0.6в до +0.6в и от +0.6в до -0.6в
По крайней мере я так понял принцип работы такого детектора
В моих задачах хватает варианта с константным сдвигом и обычной оптопары
0
Soubir
30.03.2016, 13:53 14
Мне это требуется для измерения выбросов и провалов напряжений в сети, где необходимо точно определять момент перехода через ноль. Соответственно предполагается работа с отсчетами снятыми с помощью АЦП.
0 / 0 / 0
Регистрация: 16.03.2013
Сообщений: 4,224
30.03.2016, 14:07 15
Цитата Сообщение от Soubir
Мне это требуется для измерения выбросов и провалов напряжений в сети, где необходимо точно определять момент перехода через ноль. Соответственно предполагается работа с отсчетами снятыми с помощью АЦП.
тогда сам детектор нуля вам вроде как и не нужен
нужно оцифровывать весь период целиком и ноль искать программным образом

вас скорее должна интересовать схема для оцифровки с достаточной точностью
оптопары не подойдут, наверно надо смотреть в сторону измерительного трансформатора или делать замер без гальванической развязки
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 26.04.2010
Сообщений: 1,445
30.03.2016, 19:02 16
где-то попадалась статья, где фазу определяли так - методом наименьших квадратов подбирали фазу и амплитуду синусоиды и аналитически получаем точку перехода через ноль. И типа было обоснование, что в случае шумного сигнала метод дает лучшую точность чем БПФ

частота известна - можно Гёрцеля посчитать (ссылка на вики), он бонусом амплитуду даст
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 06.06.2011
Сообщений: 2,514
30.03.2016, 20:15 17
сначала автокорреляцию посчитать для нахождения точной частоты, а потом корреляцию с синусом единичной амплитуды и найденной частоты для нахождения фазы.
но раз про точность и уровни шумов ничего сказано не было, возможно хватит и простого фильтра
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.04.2016
Сообщений: 268
10.04.2016, 22:22 18
если на STM делается, то там можно использовать внешний тригер таймера. У него на входе есть фильтр от дребезга контактов - фактически програмируемая временная задержка. Как только синусоида просядет ниже уровня срабатывания тригера, через заданное время фильтр передаст сигнал. К этому моменту синусоида будет в нуле. Смотреть тут http://www.unirail.org/wp-content/uptoo ... TIMERS.pdf (по центру с лева)

само собой стабилитрон-ограничитель напряжения на входе.
0
0 / 0 / 0
Регистрация: 02.10.2012
Сообщений: 1,946
11.04.2016, 01:53 19
А если интеграл в постоянку.
0
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
11.04.2016, 01:53

Помощь в написании контрольных, курсовых и дипломных работ здесь.

Определение принадлежности точки области между первой дугой синусоиды и осью Ох
Определение принадлежности точки P с координатами (x, y) области, которая образована первой дугой...

Определение матрицы перехода 4х4 по 4 точкам (X, Y, Z)
Добрый день! Есть базовая система координат (СК). В этой СК нам известны координаты 4 точек (X,...

Определение перехода на новую материнскую плату
Добрый вечер всем.Решил сделать переход на новую структуру материнки и всего остального.Знакомый...

Детектор перехода через нуль
Я раньше применял другую схему, для простых случаев пойдет, но в данный момент нужно получить более...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
19
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2021, vBulletin Solutions, Inc.