一种改进的过零检测分析方法

第38卷第19期电力系统保护与控制Vol.38 No.19 2010年10月1日 Power System Protection and Control Oct. 1, 2010一种新的过零锁相方法刘海春，徐立智，谢少军（南京航空航天大学自动化学院，江苏 南京 210016）摘要：在中频电网中，由于信号频率较高且偏移较大，传统的过零锁相往往难以获得准确的锁相结果。

提出了一种新的过零锁相方法，即在电源信号的每个正向过零点通过对正弦表地址指针值与参考值之间的偏差进行PI调节，进而改变系统的采样周期，从而使锁相环的输出信号与电源信号保持同相。

该方法能实现在预定采样率下系统采样时间的闭环控制，特别适用于信号频率较高且偏移较大的应用场合。

建立了该方法的控制模型，并对其进行了分析。

利用DSP实验平台及400 Hz DVR 样机对该方法进行了实验验证。

关键词：锁相；动态电压恢复器；有源电力滤波器；采样时间；PI调节A new phase locking method with zero crossingLIU Hai-chun，XU Li-zhi，XIE Shao-jun（College of Automation Engineering，Nanjing University of Aeronautics & Astronautics，Nanjing 210016，China）Abstract：For the mid-frequency grid the signal is characterized with a relatively high frequency and a big variation of，frequency it，’s difficult to obtain an ideal phase locking for the typical phase locking method with zero crossing To cope with this．problem a new phase locking method with zero crossing is proposed which changes the sampling period of system by adjusting the ，，error of the practical and reference address pointer values of sine wave table at each zero crossing point with rising edge of signal through PI loop thus the output signal of PLL will be in phase with source signal，．The method realizes a close loop control of sampling time when the sampling rate is constant which is suitable especially for signal with a relatively high frequency and a big，variation of frequency．The control model of the method is built and analyzed．Finally the method is validated with a DSP experimental platform and a 400 Hz DVR prototype.Key words：phase locking；DVR；APF；sampling time；PI adjusting中图分类号： TM76 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2010)19-0147-040 引言在并网逆变器[1]、电能质量控制器如动态电压恢复器（DVR）[2-3]、有源电力滤波器（APF）[4-5]等设备的研究应用中，锁相技术是一个基础性的技术。

具有相位补偿的高精度过零检测方法研究孟彦京;种马刚;王素娥【摘要】A high-precision zero-crossing detection method with phase compensation function was presented,which aims at solving the problem of influencing the detection accuracy due to the high frequency interference and phase delay by traditional method. The analysis of shortcomings and working mechanism of conventional detection isper⁃formed,the improved circuit including low-pass filter of second-order voltage-controlled voltage source and all-pass filter is designed and its working mechanism and frequency domain characteristics are analyzed,while the simula⁃tion and experimental results are displayed. The results show that the method of zero-crossing detection circuit de⁃sign improves the detection accuracy,has the good real-time performance and simplifies the complexity of the fol⁃lowing software design.%针对传统过零检测方法因高频干扰和相位延迟而影响检测精度的问题，提出了具有相位补偿功能的高精度过零检测方法。

过零鉴相法摘要：1.过零鉴相法的定义和原理2.过零鉴相法的应用领域3.过零鉴相法的优缺点分析正文：一、过零鉴相法的定义和原理过零鉴相法，是一种用于检测信号是否过零点的技术，也被称为零交叉检测法。

其基本原理是，当信号的值从正数变为负数，或者从负数变为正数时，这个点被称为零点。

过零鉴相法的核心是检测信号的零点，并根据零点的变化来判断信号的性质和特征。

二、过零鉴相法的应用领域过零鉴相法广泛应用于各种信号处理和检测领域，如音频处理、图像处理、通信系统、传感器技术等。

在音频处理中，过零鉴相法可以用来检测音频信号的零点，从而实现音频信号的采样和重建。

在图像处理中，过零鉴相法可以用来检测图像信号的零点，从而实现图像信号的采样和重建。

在通信系统中，过零鉴相法可以用来检测信号的零点，从而实现信号的解调。

在传感器技术中，过零鉴相法可以用来检测传感器输出的零点，从而实现传感器的精确测量。

三、过零鉴相法的优缺点分析过零鉴相法具有以下优点：1.高精度：过零鉴相法可以精确地检测信号的零点，从而实现高精度的信号采样和重建。

2.高效率：过零鉴相法可以快速地检测信号的零点，从而实现高效的信号处理和检测。

3.抗干扰性强：过零鉴相法对信号的干扰具有一定的抗性，能够在复杂的信号环境中实现准确的信号检测。

然而，过零鉴相法也存在以下缺点：1.对信号的波形和幅度有一定的要求：过零鉴相法对信号的波形和幅度有一定的要求，当信号的波形和幅度发生变化时，可能会影响过零鉴相法的精度。

2.对噪声敏感：过零鉴相法对噪声比较敏感，当信号中存在较强的噪声时，可能会影响过零鉴相法的精度。

过零检测可控硅温控代码简介过零检测可控硅温控代码是一种控制可控硅（也称为晶闸管）的温度的程序代码。

可控硅是一种电子器件，可以通过控制其导通时间来控制电流的流动。

过零检测可控硅温控代码通过检测交流电信号的过零点，实现对可控硅的触发控制，从而实现对温度的控制。

本文将详细介绍过零检测可控硅温控代码的原理、应用场景、代码实现以及可能的改进方向。

原理过零检测可控硅温控代码的原理是基于交流电信号的过零点。

交流电信号是周期性变化的，其中过零点是电压或电流从正向到负向或从负向到正向的转折点。

通过检测交流电信号的过零点，可以确定可控硅的触发时机。

可控硅是一种双向导电的器件，它可以在正向电压下导通，也可以在反向电压下导通。

通过控制可控硅的导通时间，可以控制电流的流动。

过零检测可控硅温控代码的基本原理是，在交流电信号的过零点处触发可控硅的导通。

通过调整可控硅的导通时间，可以控制电流的流动时间，从而实现对温度的控制。

应用场景过零检测可控硅温控代码在许多领域都有广泛的应用。

以下是几个常见的应用场景：1.电热水壶：通过控制可控硅的导通时间，可以控制电热水壶的加热时间，从而实现对水温的控制。

2.电烤箱：通过控制可控硅的导通时间，可以控制电烤箱的加热时间，从而实现对食物的烹饪。

3.温控电炉：通过控制可控硅的导通时间，可以控制电炉的加热时间，从而实现对材料的加热。

4.电热毯：通过控制可控硅的导通时间，可以控制电热毯的加热时间，从而实现对人体的保温。

以上仅是一些常见的应用场景，实际上过零检测可控硅温控代码在各种需要温度控制的设备中都有广泛的应用。

代码实现以下是一个简单的过零检测可控硅温控代码的实现示例：#include <stdio.h>#include <stdbool.h>// 过零检测函数bool zeroCrossingDetection(int voltage) {if (voltage > 0) {return true;} else {return false;}}// 可控硅温控函数void temperatureControl(int temperature) {if (temperature > 50) {printf("Turn on the thyristor.\n");} else {printf("Turn off the thyristor.\n");}}int main() {int voltage = 220; // 交流电压int temperature = 60; // 温度bool zeroCrossing = zeroCrossingDetection(voltage);if (zeroCrossing) {temperatureControl(temperature);}return 0;}以上示例代码中，zeroCrossingDetection函数用于检测交流电信号的过零点，temperatureControl函数用于控制可控硅的导通时间。

基于过零点检测方法的改进研究陈诚;戴尔晗;马亚男【摘要】通过与传统的过零点检测方法作对比,设计出一种基于预测相位的二次平均法测量信号周期(简称预测相位积分法)的方法,通过其核心部件密勒积分器、比较器和计数器,对于每个周期信号尽可能准确地在相同相位点上开始进行积分,在标准时间内累计待测信号的脉冲个数,实现了频率测量.该方法有较好干扰能力,结构简单,测量精度高,成本低廉,具有较好的工程应用价值.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2016(035)020【总页数】3页(P79-81)【关键词】过零检测;频率测量;相位积分【作者】陈诚;戴尔晗;马亚男【作者单位】南京邮电大学自动化学院,江苏南京210023;南京邮电大学自动化学院,江苏南京210023;南京邮电大学自动化学院,江苏南京210023【正文语种】中文【中图分类】TP353现代电子测量技术[1]主要实现了提高测量速度和降低测量噪声。

随着微电子技术的进步，测量速度已经有了明显进步。

但是由于噪声的缘故，测量的准确度没有得到相应的提高，特别是在时间频率测量领域。

在过去的几十年里，时间测量技术得到了快速的发展。

计数式频率和时间测量原理中，通过其核心部件比较器和计时器，在已知的标准时间内累计未知的待测信号的脉冲个数，就实现了频率测量；在未知的待测时间间隔内累计已知的标准时间脉冲个数，就实现了周期或时间间隔的测量[2-3]。

尽管市场上可以买到的频率计的标准时间脉冲间隔可以达到20 pm，在实验室，采用远紫外光技术实现的标准时间脉冲间隔可以达到as(1 as=10-18 s)级，但是对于信号的时间间隔或周期测量的误差仍然很大，这是由于将被测信号经过整形后作为闸门信号引起的。

过零检测是测量周期信号的频率和周期的最常用的方法[4-5]。

过零点是为了测量相位和频率而选择的点。

当测量信号的频率时，通常测量参考信号的多个周期数的一个或多个时间段。

测量多个时间段有利于减少相位噪声引起的误差。

提高过零点检测精度的方法田萍果;毕雪芹【摘要】为提高过零点检测精度,减小漏电保护器的拒动作和误动作,本文介绍了过零点检测的基本原理,理论论述零点检测误差存在的原因,提出一种新的过零点检测方法;给出电路设计图及仿真结果.经验证,该电路将过零检测的时间误差减小到了6.423 μs,大大提高漏电保护的可靠性和有效性,同时也可以应用于工频检测,谐波分析等.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2014(022)020【总页数】3页(P122-123,127)【关键词】过零点;检测精度;专用过零比较器;multisim【作者】田萍果;毕雪芹【作者单位】西安工业大学北方信息工程学院,陕西西安710025;西安工业大学陕西西安71003【正文语种】中文【中图分类】TN710过零点检测广泛应用于漏电检测、开关电路、电网工频频率和相位的测量以及谐波分析等各种应用，随着技术的发展，新的检测方法不断出现，但是由于种种原因引起的电网频率的漂移，使得N个采样点并非均匀地分布在一个整周波内，从而使测量出现误差，导致整个系统精度不够、可靠性不高。

实验证明，采样点不均匀、不对应的问题可以直接随着信号过零检测精度的提高而解决。

本文针对运放稳定度不高、具有温度漂移等问题，提出提高过零点检测精度的方法—采用两次放大，再送入专用过零比较器进行比较。

分析证明，过零点的时间误差由7.899 μs[1]减小到了6.423 μs，大大提高了过零点检测的精度。

1 过零比较器的工作原理过零比较器是一种用来检测输入信号过零时刻的电路，即将信号与某一设定阈值比较，判断信号距离零点的远近，从而扑捉信号过零点。

具体检测过程是，首先传感器采集电压电流信号，然后将其送入过零比较器中进行比较判断，最后输出同周期的过零脉冲信号[2]。

常用的过零检测方法原理图如图1所示。

当输入信号电压>0 V时，输出正脉冲；当输入电压<0 V时，输出负脉冲。

通过检测输出脉冲的跳变，即可检测出输入信号的电压过零点，而输出脉冲的上升沿和下降沿则分别反映了信号电压的上升过零点和下降过零点[3]。

过零检测是用于交流电路控制的重要技术，常用于交流电源或家电领域。

过零检测是指在交流电信号的波形上检测哪些时间点是波形通过零点的时间点，以便于控制电路在零点或附近进行开关等操作。

以下是几种常见的过零检测方式：
1. 零点比较法：零点比较法是最常见的过零检测方式。

该方法以一个已知电平（通常为中心点）为参考电平，将交流信号进行正负比较，从而检测到零点。

- 优点：简单、实现成本低。

- 缺点：可能会出现漏检或误检。

2. 延时比较法：延时比较法依赖于加减运算的结果来检测过零点。

该方法将一定量的延时作为参考，以比较两个样本（当前和延迟后）的大小。

- 优点：准确度更高，误检率更低。

- 缺点：需要更多的硬件和运算开销。

3. 微处理器法：在执行过零检测程序时，微处理器使用特殊的地面线（或命令跳转）直接连接到零点。

- 优点：精度高，稳定可靠。

- 缺点：成本较高。

需要根据具体应用场景的要求和限制，选择合适的过零检测方案。

在选择方案之前，需要对使用场景和方案特点进行充分的分析和评估，以确保方案的可行性和便利性。

adc采集过零检测原理ADC（模数转换器）是一种将模拟信号转换为数字信号的设备。

在许多应用中，我们需要对模拟信号进行采集和处理，而ADC则是实现这一功能的关键组件之一。

在ADC采集过程中，过零检测是一种常用的技术，用于判断模拟信号是否经过零点。

过零检测的原理是基于模拟信号的特性。

在一个周期内，正弦波形的波峰和波谷都会经过零点，而在直流信号中则没有这样的波动。

因此，通过检测模拟信号是否经过零点，我们可以判断其是否为正弦波形或直流信号。

在ADC采集过程中，过零检测通常是在模拟信号经过前置放大电路之后进行的。

首先，模拟信号经过前置放大电路进行放大，以增强信号的幅度。

然后，放大后的信号被送入一个比较器电路。

比较器电路是过零检测的关键部分。

它将放大后的信号与一个参考电平进行比较，并输出一个数字信号表示比较结果。

当放大后的信号经过零点时，比较器电路会输出一个高电平；当放大后的信号未经过零点时，比较器电路会输出一个低电平。

通过比较器电路输出的数字信号，我们可以判断模拟信号是否经过零点。

如果连续多个采样点的比较结果都是高电平，则可以认为模拟信号是正弦波形；如果连续多个采样点的比较结果都是低电平，则可以认为模拟信号是直流信号。

过零检测在很多应用中都有广泛的应用。

例如，在音频处理中，过零检测可以用于判断音频信号的节奏和频率；在电能计量中，过零检测可以用于判断电能信号的正负方向和频率等。

然而，过零检测也存在一些限制和挑战。

首先，过零检测只适用于周期性信号，对于非周期性信号则无法正确判断；其次，在一些噪声环境下，过零检测可能会受到干扰而导致误判。

为了提高过零检测的准确性和可靠性，还可以采用一些改进的方法。

例如，可以引入滤波技术来减小噪声对过零检测结果的影响；还可以通过调整比较器电路的阈值来适应不同幅度的信号。

总之，ADC采集过零检测是一种常用的技术，用于判断模拟信号是否经过零点。

通过前置放大电路和比较器电路的组合，我们可以实现对模拟信号的过零检测，并进一步判断其是否为正弦波形或直流信号。