Easyelectronics.ru

Электроника для всех
Текущее время: 29 сен 2020, 03:56

Часовой пояс: UTC + 5 часов



JLCPCB – Прототипы печатных плат за $2/5шт. два слоя. $5/5шт. четыре слоя
Крупнейший производитель печатных плат и прототипов. Более 600000 клиентов и свыше 10000 заказов в день!
Получите скидку на почтовую отправку при первом заказе в JLCPCB!

Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 19 ] 
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 14:40 
Только пришел

Зарегистрирован: 25 июн 2014, 17:21
Сообщения: 7
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)?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 15:04 
Старожил

Зарегистрирован: 24 июн 2011, 14:05
Сообщения: 309
Откуда: Новочеркасск
А что есть стандартный способ? Компаратор?


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 15:37 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6958
Метод фазовой подстройки, см. viewtopic.php?p=439706#p439706


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 16:05 
Только пришел

Зарегистрирован: 25 июн 2014, 17:21
Сообщения: 7
Под стандартным способом я имел ввиду обработку дискретных отсчетов с АЦП на микроконтроллере. Соответственно удобнее было бы определить точный переход через ноль на МК.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 16:07 
Только пришел

Зарегистрирован: 25 июн 2014, 17:21
Сообщения: 7
Компаратор также не покажет переход через ноль, если это не чистая синусоида, то есть в момент перехода сигнал будет пересекать ноль несколько раз.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 16:33 
Старожил

Зарегистрирован: 05 фев 2013, 00:58
Сообщения: 3516
Sauber писал(а):
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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 16:38 
Только пришел

Зарегистрирован: 25 июн 2014, 17:21
Сообщения: 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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 16:46 
Старожил

Зарегистрирован: 05 фев 2013, 00:58
Сообщения: 3516
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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 16:57 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 23 янв 2012, 00:31
Сообщения: 1799
Откуда: Новокузнецк
Sauber писал(а):
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.

_________________
elisey.su


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 16:58 
Старожил

Зарегистрирован: 24 июн 2011, 14:05
Сообщения: 309
Откуда: Новочеркасск
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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 18:26 
Только пришел

Зарегистрирован: 25 июн 2014, 17:21
Сообщения: 7
Скорее как раз мне надо смотреть в том направлении, про которое говорят elisey и iev91


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 30 мар 2016, 18:40 
Старожил

Зарегистрирован: 10 окт 2014, 00:48
Сообщения: 6958
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. ))


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 31 мар 2016, 02:03 
Старожил

Зарегистрирован: 20 мар 2013, 11:27
Сообщения: 5358
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


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 31 мар 2016, 14:40 
Только пришел

Зарегистрирован: 25 июн 2014, 17:21
Сообщения: 7
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.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 31 мар 2016, 14:54 
Старожил

Зарегистрирован: 20 мар 2013, 11:27
Сообщения: 5358
Sauber писал(а):
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


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 31 мар 2016, 19:49 
Старожил

Зарегистрирован: 30 апр 2010, 22:56
Сообщения: 1589
Откуда: Киев
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


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 31 мар 2016, 21:02 
Старожил

Зарегистрирован: 10 июн 2011, 23:01
Сообщения: 3459
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


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 11 апр 2016, 23:09 
Старожил
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 11 апр 2016, 18:04
Сообщения: 3569
Откуда: Китай, Пекин
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/uploa ... TIMERS.pdf (по центру с лева)

само собой стабилитрон-ограничитель напряжения на входе.

_________________
unirail.org


Вернуться к началу
 Профиль  
 
 Заголовок сообщения: Re: Определение перехода синусоиды через ноль
СообщениеДобавлено: 12 апр 2016, 02:40 
Старожил

Зарегистрирован: 04 окт 2012, 00:23
Сообщения: 2736
Откуда: Москва
А если интеграл в постоянку.


Вернуться к началу
 Профиль  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 19 ] 


Часовой пояс: UTC + 5 часов


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Русская поддержка phpBB