CN111965422A - 一种频率监控电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种频率监控电路，包括RC滤波电路、基准电压电路、两个比较电路、开关电路；其中：RC滤波电路，将待监控频率信号处理成直流电压信号；基准电压电路，产生上、下限频率阈值对应的两路基准电压；两个比较电路，分别实现RC滤波电路产生的直流电压信号与上、下限频率阈值对应的基准电压进行对比，比较电路输出信号连接至开关电路；开关电路，在当频率信号的频率超出设定的阈值范围时，开关电路输出故障信号。本发明采用不同基准电压对应不同频率阈值，可以通过调整基准电压值灵活调整频率的监控范围，降低了电路成本。同时将频率信号滤成电压信号进行比较，简化了电路设计，提高了电路可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及频率信号监控，特别涉及一种频率监控电路。
背景技术
如今随着通讯同步、测试计量等高科技领域的技术发展，频率信号的需求量增大，需要进行频率信号监测的场合也越来越多。在电机控制器中，如果MCU芯片的时钟频率信号发生故障，控制指令可能无法正常发出，电机将按照预期运行，因此为避免非预期运行造成的危险，对MCU芯片的时钟频率信号进行监控，进而执行相应的控制策略，可以大大提高***的安全性和可靠性。
本专利基于***的安全性和可靠性的需求，设计了一种频率监控电路。
与本技术最为接近的技术主要如下：
1、将待监控频率与基准频率进行相位差监控，并通过计值电路得到相应的频率偏差，从而实现频率信号的监控；本方案通过将待监控频率与基准频率进行相位比较实现频率监控，需要增加基准频率产生电路，增加了电路的成本。
2、通过信号处理芯片捕获待测频率信号的上升沿，并通过计算得到信号的频率，从而实现频率监控；本方案通过信号处理芯片捕捉待测频率信号上升沿从而实现频率监控，当信号处理芯片自身的时钟频率信号故障时，无法实现故障检测。
发明内容
本发明目的是：基于***的安全性和可靠性的需求，本发明设计了一种频率监控电路。
本发明的技术方案是：
一种频率监控电路，包括RC滤波电路、基准电压电路、两个比较电路、开关电路；其中：
RC滤波电路，将待监控频率信号处理成直流电压信号；
基准电压电路，产生上、下限频率阈值对应的两路基准电压；
两个比较电路，分别实现RC滤波电路产生的直流电压信号与上、下限频率阈值对应的基准电压进行对比，比较电路输出信号连接至开关电路；
开关电路，在当频率信号的频率超出设定的阈值范围时，开关电路输出故障信号。
优选的，通过调整基准电压电路产生的上、下限频率阈值对应的两路基准电压，实现频率监控阈值的调整。
优选的，所述调整基准电压电路由若干分压电阻组成，通过电阻分压得到上、下限阈值对应的基准电压，分别输入至第一、第二比较电路的同相端，
将RC滤波电路滤波后的频率信号分别输入至第一、第二比较电路的反相端。
另一种方案，所述基准电压电路由低压差线性稳压器组成。
优选的，所述开关电路包括两个分别由开关管构成的第一开关单元，第二开关单元；两个开关单元的输出端共结，作为开关电路的输出端。
优选的，所述开关电路内的开关管采用晶体管或MOS管。
优选的，当频率信号超出上限频率阈值时，第一比较电路输出低电平信号，控制第一开关单元导通，开关电路输出高电平故障信号；
当频率信号低于下限频率阈值时，第二比较电路输出高电平信号，控制第二开关单元导通，开关电路输出高电平故障信号；
当频率信号在设定频率范围内时，第一比较电路输出高电平，第二比较电路输出低电平，两个开关单元均不导通，开关电路输出低电平信号。
另一种方案，当频率信号超出上限频率阈值时，第一比较电路输出低电平信号，控制第一开关单元导通，开关电路输出低电平故障信号；
当频率信号低于下限频率阈值时，第二比较电路输出高电平信号，控制第二开关单元导通，开关电路输出低电平故障信号；
当频率信号在设定频率范围内时，第一比较电路输出高电平，第二比较电路输出低电平，两个开关单元均不导通，开关电路输出高电平信号。
本发明的优点是：
1、本发明采用不同基准电压对应不同频率阈值，可以通过调整基准电压值灵活调整频率的监控范围。
2、本发明通过将待监控频率信号滤成直流电压信号，分别与上、下限频率阈值对应的基准电压进行比较，从而实现对信号频率的监控。解决了直接与基准频率进行对比方案所需的基准频率产生电路，降低了电路成本。同时将频率信号滤成电压信号进行比较，简化了电路设计，提高了电路可靠性。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明频率监控电路的结构示意图；
图2为本发明频率监控电路的具体实施的原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的频率监控电路，包括RC滤波电路、基准电压电路、两个比较电路、开关电路；其中：
RC滤波电路，将待监控频率信号处理成直流电压信号；
基准电压电路，产生上、下限频率阈值对应的两路基准电压；
两个比较电路，分别实现RC滤波电路产生的直流电压信号与上、下限频率阈值对应的基准电压进行对比，比较电路输出信号连接至开关电路；
开关电路，在当频率信号的频率超出设定的阈值范围时，开关电路输出故障信号。
如图2所示，所述的RC滤波电路由电容C1、C2，电阻R1、R2，稳压管D1、D2组成，将待监控频率信号处理成直流电压信号。
所述调整基准电压电路由三个串联的分压电阻R3、R4、R5组成，通过电容C3、电阻R6输出上限阈值对应的基准电压，通过电容C4、电阻R7输出下限阈值对应的基准电压。上、下限阈值对应的基准电压分别输入至第一、第二比较电路的同相端，将RC滤波电路滤波后的频率信号分别输入至第一、第二比较电路的反相端。
所述基准电压电路还可以由低压差线性稳压器，即LDO电路组成。
所述的通过调整基准电压电路产生的上、下限频率阈值对应的两路基准电压，可以实现频率监控阈值的调整。
图2中，所述开关电路包括两个分别由晶体管Q1B、Q2A构成的第一开关单元，第二开关单元；两个开关单元的输出端共结，作为开关电路的输出端。
所述开关电路内的开关管除了采用晶体管，还可以采用MOS管。
本实施方案具体工作时：
当频率信号超出上限频率阈值时，第一比较电路输出低电平信号，控制第一开关单元导通，开关电路输出高电平故障信号；
当频率信号低于下限频率阈值时，第二比较电路输出高电平信号，控制第二开关单元导通，开关电路输出高电平故障信号；
当频率信号在设定频率范围内时，第一比较电路输出高电平，第二比较电路输出低电平，两个开关单元均不导通，开关电路输出低电平信号。
本发明实施时，还可以通过改变开关管的接法，实现开关电路输出低电平为故障信号。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种频率监控电路，其特征在于，包括RC滤波电路、基准电压电路、两个比较电路、开关电路；其中：
RC滤波电路，将待监控频率信号处理成直流电压信号；
基准电压电路，产生上、下限频率阈值对应的两路基准电压；
两个比较电路，分别实现RC滤波电路产生的直流电压信号与上、下限频率阈值对应的基准电压进行对比，比较电路输出信号连接至开关电路；
开关电路，在当频率信号的频率超出设定的阈值范围时，开关电路输出故障信号。
2.根据权利要求1所述的频率监控电路，其特征在于，通过调整基准电压电路产生的上、下限频率阈值对应的两路基准电压，实现频率监控阈值的调整。
3.根据权利要求1所述的频率监控电路，其特征在于，
所述调整基准电压电路由若干分压电阻组成，通过电阻分压得到上、下限阈值对应的基准电压，分别输入至第一、第二比较电路的同相端；
将RC滤波电路滤波后的频率信号分别输入至第一、第二比较电路的反相端。
4.根据权利要求3所述的频率监控电路，其特征在于，
所述开关电路包括两个分别由开关管构成的第一开关单元，第二开关单元；两个开关单元的输出端共结，作为开关电路的输出端。
5.根据权利要求4所述的频率监控电路，其特征在于，
当频率信号超出上限频率阈值时，第一比较电路输出低电平信号，控制第一开关单元导通，开关电路输出高电平故障信号；
当频率信号低于下限频率阈值时，第二比较电路输出高电平信号，控制第二开关单元导通，开关电路输出高电平故障信号；
当频率信号在设定频率范围内时，第一比较电路输出高电平，第二比较电路输出低电平，两个开关单元均不导通，开关电路输出低电平信号。
6.根据权利要求1所述的频率监控电路，其特征在于，
所述基准电压电路由低压差线性稳压器成。
7.根据权利要求4所述的频率监控电路，其特征在于，
所述开关电路内的开关管采用晶体管或MOS管。
8.根据权利要求4所述的频率监控电路，其特征在于，
当频率信号超出上限频率阈值时，第一比较电路输出低电平信号，控制第一开关单元导通，开关电路输出低电平故障信号；
当频率信号低于下限频率阈值时，第二比较电路输出高电平信号，控制第二开关单元导通，开关电路输出低电平故障信号；
当频率信号在设定频率范围内时，第一比较电路输出高电平，第二比较电路输出低电平，两个开关单元均不导通，开关电路输出高电平信号。
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