Improved Software PLL for Measurement of Power Grid Frequency

Abstract

В статье рассмотрена улучшенная программная ФАПЧ (ПФАПЧ) для измерения частоты электросети. Улучшение касается уменьшения пульсаций на выходе фазового детектора путем формирования сигнала, компенсирующего пульсации. Компенсирующий сигнал формируется путем умножения двух ортогональных биполярных меандров. Далее этот сигнал вычитается из выходного сигнала фазового детектора. В статье представлено описание ПФАПЧ, рассмотрены особенности практической реализации. Путем моделирования в среде Matlab проведен анализ методической погрешности ПФАПЧ для: синусоидального и полигармонического сигнала; синусоидального сигнала плюс смещение; синусоидального сигнала плюс шум; синусоидального сигнала с амплитудной модуляцией (фликер синусоидальной или прямоугольной формы). This article discusses an improved software PLL (PLLL) for measuring the frequency of the power grid. The improvement concerns the reduction of ripple at the output of the phase detector by generating a signal that compensates for the ripple. The compensating signal is generated by multiplying two orthogonal bipolar meanders. This signal is then subtracted from the output signal of the phase detector. The article presents a description of the PFLL and discusses the features of practical implementation. By modeling in the Matlab environment, an analysis of the methodological error of the PFLL was carried out for: sinusoidal and polyharmonic signals; sine wave plus offset; sinusoidal signal plus noise; sinusoidal signal with amplitude modulation (sinusoidal or rectangular flicker).