В конце декабря я оживил свой старый проектик по измерению частоты сети переменного тока при помощи компьютера и звуковой карты. Отныне измерение осуществляется при помощи алгоритма ФАПЧ, в котором частота управляемого генератора является оценкой реальной частоты в сети. Потратив некторое количество времени, я добился приличной точности, быстродействия и достоверности измерений на тестовых сигналах и последовательностях (скачки частоты и фазы, плавные изменения частоты и т.д.). Коллега изготовил для меня измерительный трансформатор, чтобы я мог подавать переменный ток прямо на линейный вход звуковухи. Ну, с этим все ясно, я писал в соседней теме.

Но выяснилось вот что. Точно и оперативно измерять частоту в доме практически невозможно. Сигнал на первый взглад довольно чистый, но скачки частоты на единицы и десятки миллигерц - норма жизни. Это не позволяет использовать малую постоянную времени в цепи ФАПЧ. Поэтому из дома можно наблюдать только длинные волны изменения частоты - десятки секунд и более. Т.е. наблюдать выход из строя, например, одной электростанции вряд ли удастся.

Местные помехи в частотной области заставили меня задуматься покрепче о работе электросети. Насколько я понял, изменение нагрузки в какой-то части сети может приводить к изменению сдвига фазы между потребителем и основной сетью. Это возможно по причине изменения соотношения между активной и реактивной составляющими нагрузок и самой сети передачи электроэнергии. Таким образом, переключения потребителей и в самой сети могут приводить к фазовой манипуляции электричества, доходящего до моей квартиры. А фазовая манипуляция воспринимается моим частотомером как частотная, отсюда и скачки частоты. Верно ли я понимаю этот момент?..

dimss
Точно и оперативно измерять частоту в доме практически невозможно.
А для чего это вам вообще нужно??
Нормы на частоту сетевого напряжения в городах достаточно жесткие и вариабельность частоты в пределах нескольких герц не бытовую технику никак не влияет.
Обычно такие устройства (реле контроля частоты) применяются для защиты и управления генераторами автономных энергоустановок - судовых, береговых, производственных, аварийных. Выпускаются на ном. частоты 50 Гц, 55 Гц и 60 Гц, имеют таймер отключения от нуля до нескольких секунд и гистерезис не более 0,25 Гц. И так - куда уж лучше?

Существуют китайские часики которые используют 50Гц в качестве тактовой, от постоянки не работают хотя радио в них включается. На сколько минут в сутки они будут врать при неверной частоте?

Это вообще не часики тогда, макет какой-то.

dimss:
Отныне измерение осуществляется при помощи алгоритма ФАПЧ, в котором частота управляемого генератора является оценкой реальной частоты в сети.

Возьмите алгоритм анализа спектра и фиксируйте частоту наибольшей гармоники...

Да, это НЕ часики )) У нас такие врали на 2-3 мин в сутки, причём предсказать величину и направление ухода было невозможно.

После большого перерыва недавно снова воспользовался таймером нагрузки. У меня их есть два, один - цифровой на батарейках, другой - электромеханический, тихонько жужжит. У этого второго за полтора месяца уход составил минут двадцать, в какую сторону - забыл.

В оборонке СССР выпускался электромашинный секундомер (на электродвигателе, питаемом от сети). Стрелка главного циферблата совершала 1 об./сек и могла показать 0,01 сек. Другие - более мелкие циферблаты, отсчитывали десятки секунд, минуты. Никакой электроники ))

semizador
Возьмите алгоритм анализа спектра и фиксируйте частоту наибольшей гармоники... Бред, Вы же не владете предметом в котором советуете, за каким спрашивается?

semizador
Возьмите алгоритм анализа спектра и фиксируйте частоту наибольшей гармоники...

Это было самое первое, что я сделал еще три года назад. Точность метода совсем плохая. Но так можно примерно определять частоту сигнала, которую затем измерять более точным способом.

Sergey4565
Top Secret
Существуют китайские часики которые используют 50Гц в качестве тактовой

И не только китайские! Именно ради таких часов в европейской сети нормируется и корректируется уход времени, исчисляемого по периодам. В советской сети это либо не нормировалось, либо не соблюдалось. В 1990 или 91 году западный Берлин оказкался на время подключен к сети СЭВ, и люди начали массово жаловаться на уход таких часов :) Несколько лет назад шли разговоры о планируемом объединении российской и европейской сетей в синхронную работу. Для этого от РАО ЕЭС требовалось соблюдать более жесткие требования по частоте, как в Европе (включая коррекцию времени, естественно). Но я не знаю, произошло ли такое объединение.

dimss
не знаю, произошло ли такое объединение.
Ха! 90-91 г.г. и сегодня - две большие разницы ))
Ещё в 2003 г. в России введены нормы, соответствующие западным требованиям, и сегодня качество регулирования частоты у нас не отличается. Правда, остаются колебания между отдельными зонами систем порядка 0,1...1 Гц. Но их учатся демпфировать, чтобы избегать опасность для оборудования, отключение энергоблоков, линий передач - т.е. перерывов в энергоснабжении.

dimss:
Возьмите алгоритм анализа спектра и фиксируйте частоту наибольшей гармоники...
Это было самое первое, что я сделал еще три года назад.

Вы меня не поняли. Я не предлагаю "примечать" частоту самой сильной "линейки спектра". Вашу петлю ФАПЧ сбивают: а) помехи; б) быстрые скачки фазы сигнала, за которыми ФАПЧ с большой постоянной времени в цепи регулирования "не успевает". Но зачем в измерении частоты ФАПЧ? Частота сигнала - это скорость изменения фазы. Но чтобы точнее ее измерить возьмите опорный сигнал близкой частоты (используя результаты анализа спектра) и измеряйте скорость изменения фазы (с учетом знака) исследуемого сигнала относительно опорного. Другими словами - измеряйте частоту нулевого биения и складыайте с частотой опорного сигнала. Если глупость написал - простите или поправьте...

Означенные китайские часики у меня тоже есть (подарили в ~1994 году). Врали до 20 минут в неделю (в обе стороны!), причём я по наивности никак не догадывался, в чём истинная причина. Грешил на RC-цепочку вместо кварца, на термостабильность. Тем более что зимой часы в основном отставали, а летом - спешили (или наоборот, уж не помню).

Sergey4565
от постоянки не работают хотя радио в них включается.

Трудно представить, как хотя бы радио могло включаться от постоянки, когда там на входе электромагнитный трансформатор =)

Затронули очень мутный и актуальный вопрос...Что электроэнергия,что газ-как только начинается вопрос-а что ,Вы любезные ,поставляете потребителю-взор поставщика мутнеет и начинается невнятное мычание.И ведь ГОСТы есть,только чтобы померить параметры по этим ГОСТам -много чего надоть.... Вода,кстати,тоже к этой проблеме принадлежит.Короче,дурят нашего брата.......

Трудно представить, как хотя бы радио могло включаться от постоянки, когда там на входе электромагнитный трансформатор =)
имеется в виду от батарейки.

semizador

Частота сигнала - это скорость изменения фазы. Но чтобы точнее ее измерить возьмите опорный сигнал близкой частоты (используя результаты анализа спектра) и измеряйте скорость изменения фазы (с учетом знака) исследуемого сигнала относительно опорного. Другими словами - измеряйте частоту нулевого биения и складыайте с частотой опорного сигнала.

Хм, надо подумать... Мысль интересная!

1) Приводим входной сигнал к равной постоянной амплитуде. Т.е. устраняем постоянную составляющую, делаем прямоугольным и затем фильтруем первую гармонику при помощи БПФ.
2) Сравниваем фазу с фазой опорного сигнала, а лучше двух с разницей 90 градусов, чтобы провалов не было.
3) Фильтруем результат.

Вроде бы должно получиться.


Top Secret
Ещё в 2003 г. в России введены нормы, соответствующие западным требования

Я так понимаю, их как раз и вводили в связи с предстоящей синхронизацией европейской и российской сетей.

Dominic
Означенные китайские часики у меня тоже есть (подарили в ~1994 году). Врали до 20 минут в неделю (в обе стороны!), причём я по наивности никак не догадывался, в чём истинная причина. Грешил на RC-цепочку вместо кварца, на термостабильность. Тем более что зимой часы в основном отставали, а летом - спешили (или наоборот, уж не помню).

У меня были такие часы, черные с красными цифрами, именно с 1994 года :) В 1998 я их переделал на авиа, и даже кое-что удалось принять. Тоже жутко неравномерно шли. Но:

1) У них была возможность подключить 9-вольтовую батарейку на случай пропадания электричества. И при этом часы шли.
2) Пару месяцев назад я купил часы с приемником на кухню. Внешний вид другой, но все управление и функциональность как у тех в 94-м! Так вот, к ним прилагалась схема. На схеме - кварц. Подвода переменного тока от сети собственно к часам не видно.
3) И я не думаю, что часовой кварц в 1994 году чего-то стоил китайцам, чтобы вместо него городить огород.

dimss
Когда мне подарили вторые примерно такие же часы в ~2000-2001 году, я сначала хотел их сразу выкинуть :)))) Но сначала всё же потестил - и оказалось, что у них действительно вроде есть кварц - стабильность хода несравнимо выше, одна минута за 2-3 месяца это более чем приемлемо (хотя китайские же кварцевые настенные часы со стрелкой ходят ещё точнее - я пока не встречал им конкуренции).
Кстати, 9 В батарейка там только для поддержания хода часов, все остальные функции (в том числе индикация) - отключаются. Поэтому никогда эту батарейку не ставил, недешевая она.

Не совсем по теме, но тоже интересно, какие допустимые отклонения у формы сигнала в сети?? недавно осцилографом ткнулся и обнаружил там не чистую синусойду, а хрен знает что, позже сфотографирую экран осцилографа выложу

Я мучил не совсем часики, это вообще трудно поддаётся названию одним словом, китайцы туда только открывалку для пива наверно забыли всунуть, а было следующее: сортирник - одноканальник 46/49, приёмник и часы без кварца, батарейка там не предусмотрена, трансформатор где-то вольт на 9 через диодный мост, для часов отдельно снималась переменка до выпрямителя причём только для тактирования - от постоянки горела половина фрагментов цифр.

dimss:
...делаем прямоугольным...

Не обязательно, просто проецируйте процесс на комплексную плоскость: довольно быстро вращаются два вектора, но первый относительно второго вращается медленно. Ведь может еще возникнуть вопрос как сделан прямоугольник, не внести бы еще какую-нибудь ошибку...

dimss
При измерениях на НЧ используют измерение единичного периода, это проще, чем измерять усредненную частоту.
Получите при помощи глубокого ограничения "прямоугольник", далее подайте на периодомер ( улюбого частотомера есть такой режим) и радуйтесь колебаниям периода.

я не думаю, что часовой кварц в 1994 году чего-то стоил китайцам, чтобы вместо него городить огород.
Они даже кварцевый брак блестяще впаривали ))
Помните, в начале 90-х продавались китайские электронные наручные часы "Монтана" по 1,5-2 бакса? Это практически даром, учитывая, что там нерж. стальные корпус с браслетом, будильник, календарь, секундомер, 7 мелодий, подсветка. Единственный недостаток - врали безбожно. Если отставали - значит стоял бракованный часовой кварц с минусовым допуском, если сильно спешили - значит тоже брак, но в +, если немного спешили - значит не стоял ЧИП-конденсатор. Я эти Монтаны носил на колхозный рынок и с бо-о-льшой выгодой менял на картошку, яблоки, бананы и яйца: счастливые продавцы искренне полагали, что такие "шикарные американские часы" стоили очень дорого.

Получите при помощи глубокого ограничения "прямоугольник", далее подайте на периодомер
Только сначала придется отфильтровать, а то импульсные помехи могут создать "дребезг"
Кстати, 9 В батарейка там только для поддержания хода часов, все остальные функции (в том числе индикация) - отключаются. Поэтому никогда эту батарейку не ставил, недешевая она
Так-то оно так, ног когда поставлен будильник, а ночью отрубается на время свет, то она оказывается очень полезной. А переделка на авиа это оригинально!
китайские же кварцевые настенные часы со стрелкой ходят ещё точнее - я пока не встречал им конкуренции
Это да. У меня есть часы, которые уходят на секунды в несколько месяцев. Когда я это заметил, я стал настроил их так; выставляешь точно стрелки на х-часов 00 мин, 00 сек и при сигнале точного времени втыкаешь батарейку.

что такие "шикарные американские часы" стоили очень дорого
По-моему все же они были безбожно убоги. Стекло и шильд приклеены кое-как, неяркая подсветка, да еще некоторые косяки. По-моему если надо дешево и сердито-командирские самое то. Особо нравится способ герметизации оси. Кстати, я подстраивал командирские до точности нескольких секунд в неделю. Вскрывал их, выставлял точно какое-либо время, а потом останавливал маятник иголочкой. По сигналу точного времени-запускал. Через несколько дней смотрел, в какую сторону ушли, и в зависимости от этого подстраивал рычажок +/-.

По-моему все же они были безбожно убоги.
Из нашего "сегодня" многое видится иначе )
Термин "убогие", скорее, относится к отечественным часам марки "Электроника". А буржуйские при советской власти продавались только в комке по 60-100 руб. или у фарцы по 50. Электронная мечта всех пацанов того времени - american dream.
Родной же механикой мы тогда были сыты по горло, разве, что Швейцария была ещё как-то интересна.

Top Secret
Термин "убогие", скорее, относится к отечественным часам марки "Электроника".

Какие-то у вас странные данные...
Советские часы (со знаком качества) "Электроника-51" работают с середины 80-х.
Уход (Sic!) за 2 года - пара секунд!

Ах, да... они ещё сами (автоматом) переходят на летнеезимнее время :)

wol
Правильно )) У меня телогрейка советская носится уже почти 40 лет. А сколько я за это время износил хвалёных американских джинсов? Пол-вагона! Какой же я глупый, надо было покупать сатиновые шаровары ))

А сколько я за это время износил хвалёных американских джинсов?
Это да... на мне летят за 2 месяца. А на часы электроника все-таки не надо гнать. Может не особо красивы, но живучи и точные. Сужу по экземплярам знакомых. Они наверно уже и забыли что часы умеют ломаться.

wol
Кстати, да, эта модель неплохая. Там долгоиграющая батарейка стояла и была цифровая коррекция хода. Мне таких в Минске пару подарили, немного с разным дизайном корпусов. Одни проработали лет 7-8, другие отец замочил на рыбалке ))