一种基于交流量子电压的谐波电压测量方法技术

本发明专利技术提供了一种基于交流量子电压的谐波电压测量方法，属于计量领域。该方法首先产生含有谐波的周期信号，确定采样频率以及台阶数。其中采样频率应根据基波频率确定，以实现整周期采样为目标。台阶数应根据每周期的采样点数确定。接着产生阶梯交流量子电压信号，该阶梯交流量子电压信号应根据被测信号产生。然后对换向前和换向后的差分信号进行采样，分别处理，即进行数据筛选、恢复，对信号数据进行加权傅里叶变换，计算得到被测信号所包含的基波及谐波的幅值和相位，最后求取换向前和换向后所得结果的均值。

A harmonic voltage measurement method based on AC quantum voltage

【技术实现步骤摘要】
一种基于交流量子电压的谐波电压测量方法
本专利技术属于计量领域，具体涉及一种基于交流量子电压的谐波电压测量方法。
技术介绍
目前国内是基于交流采样及傅里叶变换的方法实现对谐波的测量，该方法为全波形采样。由于采用全波形采样的方法，在使用模拟数字转换器(ADC)时测量误差较大，信号噪声未经衰减全部进入采样系统中。且电路易受到外界环境的影响，随时间和环境的变化而改变。可编程约瑟夫森量子电压基准(PJVS)建立在自然常数的基础上，可以产生具有量子精度的任意电压。该电压值不受时间和外界环境的影响而保持恒定。可编程约瑟夫森量子电压基准已应用于正弦信号的测量，并未应用于谐波的测量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于交流量子电压的谐波电压测量方法，为谐波电压的溯源提供一条新路径。通过差分采样，实现以交流量子电压为参考的谐波电压精密测量，从而实现交流量子电压向被测谐波电压的直接量值传递，提高了量值传递的稳定性和可靠性。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于交流量子电压的谐波电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于交流量子电压的谐波电压测量方法，包括：/n步骤1，信号源产生含有指定基波及谐波成分的被测信号y，根据基波频率f，确定采样频率fs以及台阶数N；/n步骤2，根据该被测信号产生相应的阶梯交流量子电压信号s；/n步骤3，在信号调相后，对被测信号和阶梯交流量子电压信号进行差分采样；/n步骤4，通过差分信号的采样数据d，恢复得到被测信号数据；/n步骤5，对被测信号数据进行加权傅里叶变换，得到信号的基波及所含谐波的幅值、相位；/n步骤6，将被测信号和阶梯波信号作换向处理，重复上述步骤3、4、5，求取两次结果的平均值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于交流量子电压的谐波电压测量方法，包括：
步骤1，信号源产生含有指定基波及谐波成分的被测信号y，根据基波频率f，确定采样频率fs以及台阶数N；
步骤2，根据该被测信号产生相应的阶梯交流量子电压信号s；
步骤3，在信号调相后，对被测信号和阶梯交流量子电压信号进行差分采样；
步骤4，通过差分信号的采样数据d，恢复得到被测信号数据；
步骤5，对被测信号数据进行加权傅里叶变换，得到信号的基波及所含谐波的幅值、相位；
步骤6，将被测信号和阶梯波信号作换向处理，重复上述步骤3、4、5，求取两次结果的平均值。


2.根据权利要求1所述的一种基于交流量子电压的谐波电压测量方法，其中所述步骤1是这样实现的：所述被测信号，指定其基波分量，及所包含的谐波分量；所述采样频率fs，根据基波频率f确定，以实现整周期采样为目标；所述台阶数N，应根据每周期的采样点数确定，保证每个台阶上的采样点个数S为整数。


3.根据权利要求1所述的一种基于交流量子电压的谐波电压测量方法，其中所述步骤2是这样实现的：基于被测信号，以及确定的台阶数N，将被测信号离散化，得到各台阶相对应的电压值，驱动可编程约瑟夫森结阵产生相应的阶梯交流量子电压信号；阶梯波交流量子电压的合成是通过软件编程的方式，采用模数变换输出偏置电流，控制不同约瑟夫森结阵的偏置状态，实现随时间变化的量子电压台阶输出；


4.根据权利要求1所述的一种基于交流量子电压的谐波电压测量方法，其中所述步骤3是这样实现的：所述调相，是通过调节两路电压信号的相位，使得被测信号和阶梯交流量子电压信号的相位相等；阶梯交流量子电压等待输出，采样系统对被测信号进行采样，分析被测信号的采样初始相位，台阶长度，软件延时以及硬件延时，确定阶梯交流量子电压的等待时间；使得阶梯交流量子电压输出时，与被测信号相交于台阶中心位置；所述差分采样，是对被测信号和交流量子电压信号的差值进行采样。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾正森，徐熙彤，王磊，周天地，张江涛，潘仙林，石照民，贺青，宋莹，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11