Układ monitorujący częstotliwość sieci zasilającej

Układ monitorujący częstotliwość sieci zasilającej
r_205_20_1r_205_20_2
Mierniki częstotliwości sieci są stosowane na panelach sterowania prawie wszystkich urządzeń elektrycznych, a zatem są one używane w przemyśle w dużej liczbie.
Przedstawiony tutaj obwód przekształca napięcie prądu przemiennego w impulsy przebiegu prostokątnego, które są następnie kierowane do pętli synchronizacji fazowej (PLL).
Pętla PLL mnoży częstotliwość wejściową sieci przez współczynnik 100, a częstotliwość wynikowa jest wyświetlana na liczniku z rozdzielczością 0,01Hz.
Opis działania

Obwód jest podzielony na trzy sekcje:
1. Obwód zasilania i obcinania (rys. 1).
2. Pętla PLL, licznik i wyświetlacz (rys. 2).
3. Obwód sterujący do generowania impulsów taktowania do zliczania wyjścia z VCO (ryc. 3).
Zredukowane sieciowo sinusoidalne przebiegi sieciowe są najpierw filtrowane, a następnie przycinane za pomocą 5.1V diody Zenera D3.
Te obcięte impulsy są podawane bezpośrednio na wejście pętli fazowej sprzężenia układu CD4046 (IC1) CMOS.
Układ 74LS390 (IC2), który jest podwójnym licznikiem dziesiętnym; dzieli częstotliwość wyjściową oscylatora sterowanego napięciem (VCO) przez współczynnik 100.
r_205_20_3
Ta podzielona częstotliwość i wejściowa częstotliwość sieci są stale śledzone i utrzymywane przez pętlę PLL.
Zatem częstotliwość wyjściowa VCO jest faktycznie częstotliwością sieci pomnożoną przez 100.
Częstotliwość ta zostanie wyśrodkowana wokół 5kHz (w oparciu o częstotliwość nominalną sieci 50Hz).
Dane wyjściowe z VCO są podawane do 4-cyfrowego sterownika wyświetlania licznika dekadowego IC 74C926 (IC3).
Układ CD4060 (IC4) to układ scalony licznika/dzielnika/oscylatora, który wykorzystuje kwarc 32,768kHz.
Daje to końcowe wyjście 2Hz na pinie 3.

Jest to ponownie dzielone przez 2 za pomocą układu CD4017 (IC5) w celu uzyskania symetrycznego wyjścia 1Hz.
Wyjście 1Hz jest podawane na jedno z wejść 74LS221 (IC6), które jest podwójnym, przerzutnikiem monostabilnym.
Ten układ scalony wysyła impuls o bardzo krótkim czasie działania, który działa jak impuls zatrzaskowy dla licznika dekadowego IC3, a tym samym blokuje wyjście liczników poczwórnych podłączonych do wyświetlaczy 7-segmentowych.
Ten impuls zatrzaskowy wyzwala drugi monostabilny przerzutnik w IC6.
Ten drugi monostabilny przerzutnik generuje również impuls o bardzo krótkim czasie trwania, który resetuje poczwórnych liczników i przygotowuje je do kolejnego cyklu zliczania.

Ten cykl się powtarza.
Główną zaletą tego obwodu jest to, że daje on rozdzielczość 0,01Hz.
Poza tym ma również nieodłączną funkcję tłumienia zakłóceń i jest dość stabilny i dokładny.
Obwód można podłączyć do płytki drukowanej ogólnego zastosowania.
Obwód ten można łatwo zmontować za pomocą łatwo dostępnych elementów.
Autor: S. Arvind