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關于電壓和電流相位檢測電路及實現的原理

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1.將輸入的同頻率的采樣電壓、采樣電流信號整定成為方波信號,這兩個方波信號,送到D觸發器。若電壓超前電流,則C為邏輯“0”;若電流超前電壓,則C為邏輯“1”

問題①-----D觸發器是如何判斷電壓和電流的相位關系的?以及D觸發器如何判斷出哪個超前哪個?

2. 兩個方波信號同時也輸入到與門,得到體現相位差的脈寬信號,若電壓和電流同相,則該脈寬信號的占空比為50%;如果存在相位差,則該脈寬信號的占空比必然小于為50%。而這個占空比即成為單片機控制輸出頻率增加或減小頻率量的依據。兩個方波信號同時也輸入到與門,得到體現相位差的脈寬信號。電壓和電流同相,則該脈寬信號的占空比為50%,如果存在相位差,則該脈寬信號的占空比必然小于為50%。這個占空比即成為單片機控制輸出頻率增加或減小頻率量的依據

問題②-----與門是如何將電壓、電流方波信號變成可以體現其相位差脈寬信號的?

問題③-----電壓和電流同相,脈寬信號的占空比為50%;存在相位差,脈寬信號的占空比必然小于為50%;這個與門是怎么識別的?

問題④-----與門電路有點多余?D觸發器已經判斷出電壓、電流的相位關系,而且與門也不能定量判斷出電壓、電流之間的相位差相差多少?

問題⑤-----如果電壓超前電流,電流超前電壓,單片機輸出頻率分別如何調整?XC容抗=1/2πfc,XL感抗=2πfl;如果電壓超前電流,電容電壓不能突變,電感電流不能突變,電路呈現感抗更多;為了減少感抗需要降低頻率。如果電流超前電壓,電容電壓不能突變,電感電流不能突變,電路呈現容抗更多;為了減少容抗需要增大頻率。分析是否正確?

以上問題①②③④⑤問題,請幫忙解答 謝謝大家 萬分感謝

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沙發
ID:883242 發表于 2022-12-5 23:02 | 只看該作者
問題①②③④,根據波形圖和原理圖很容易看出來,總不能讓我把與門的真值表也畫給你吧,這樣子干脆把《數字電路》這本書全都抄寫到這個帖子里面算了。

問題⑤取決于你的負載特性,你都不說負載是什么。
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板凳
ID:1034262 發表于 2022-12-5 23:36 | 只看該作者
不用那么麻煩吧?如果頻率不是很高,比如1000Hz一下,將電壓電流做ADC就可以輕松計算出來,比如用哪個DFT方式。
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地板
ID:123289 發表于 2022-12-7 16:46 | 只看該作者
1、信號A是CLK,信號B是D,由于周期一樣,則CLK上沿出現時,D的正負就決定了兩者的超前與遲后的關系。為個不難理解。想像一下:同相時,D在CLK上沿是0是1?向前、向后挪一點呢?
2、兩個信號相與,有0出0,當相差180時,不是A=0,就是B=0,與門輸出為0。當相差0時,A、B同0同1,同1時與門出1,同0時與門同0,輸出各占50%的空間。所以,從同相到相差180度,與門輸出脈寬是50%-0%。其實用或門也可以,只不過輸出是從50%-100%。
所以,根據與門輸出的脈沖占空比就可以算出兩者的相差了。
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5#
ID:123289 發表于 2022-12-7 16:59 | 只看該作者
前提:先將兩個信號處理成對稱方波A、B,即正負各占50%。
問題①:一個方波A做D觸發器的CLK,在它的上沿采樣另一個方波B,如果同相,理論上D的狀態也在B的上沿上,0?1?不確定,但只要B向前或后挪動一點,只1、0是確定了。
問題②:兩個相同周期的對稱方波相與,輸出必是0-50%上面已分析,甚至給出或門時為50-100%。
問題③:用單片機做個周期與脈寬的比較即可。
問題④:與門很關鍵,輸出的正脈沖寬度與周期比,就是相差。
問題⑤:這個太初級,不講了。感壓前流后,容壓后流前。
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6#
ID:668004 發表于 2022-12-7 19:09 | 只看該作者
coody_sz 發表于 2022-12-5 23:36
不用那么麻煩吧?如果頻率不是很高,比如1000Hz一下,將電壓電流做ADC就可以輕松計算出來,比如用哪個DFT方 ...

ADC可以算出來相位?
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7#
ID:668004 發表于 2022-12-15 11:02 | 只看該作者
Hephaestus 發表于 2022-12-5 23:02
問題①②③④,根據波形圖和原理圖很容易看出來,總不能讓我把與門的真值表也畫給你吧,這樣子干脆把《數字 ...

負載是換能器
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8#
ID:668004 發表于 2022-12-15 11:02 | 只看該作者
coody_sz 發表于 2022-12-5 23:36
不用那么麻煩吧?如果頻率不是很高,比如1000Hz一下,將電壓電流做ADC就可以輕松計算出來,比如用哪個DFT方 ...

是M級別的 比如5M的信號
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9#
ID:668004 發表于 2022-12-15 11:03 | 只看該作者
coody_sz 發表于 2022-12-5 23:36
不用那么麻煩吧?如果頻率不是很高,比如1000Hz一下,將電壓電流做ADC就可以輕松計算出來,比如用哪個DFT方 ...

ADC采集什么???我不知道你DFT是什么含義   傅里葉?具體怎么實現你知道嗎
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10#
ID:668004 發表于 2022-12-15 11:05 | 只看該作者
yzwzfyz 發表于 2022-12-7 16:59
前提:先將兩個信號處理成對稱方波A、B,即正負各占50%。
問題①:一個方波A做D觸發器的CLK,在它的上沿采 ...

很抽象   你有水平  但是感覺說得不通俗
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