一种自适应信号谐波测量系统及测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自适应信号谐波测量系统及测量方法，其包括压控放大模块、低通滤波模块、信号取反模块、电压跟随模块、比例运算模块、PWM信号以及内置有后级采样运算程序模块的处理器；测量信号输入至压控放大模块中经过倍数放大后输出交流电压信号到比例运算模块中；其中压控放大模块的放大倍数由经过低通滤波模块和信号取反模块后的PWM信号控制；电压跟随模块产生直流电压信号输入到比例运算模块中，然后通过设定运算后输出至处理器中，通过后级采样运算程序计算谐波值。本发明专利技术能够在被测信号的幅度和频率变化时，自适应的去调整信号幅度，通过插值算法减小对系统采样频率的要求，在测量范围内方便的对未知信号进行谐波测量。测量。测量。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应信号谐波测量系统及测量方法


[0001]本专利技术属于电信号谐波测量
，特别是涉及一种自适应信号谐波测量系统及测量方法。

技术介绍

[0002]在谐波测量领域中，频谱泄漏会造成频谱中各谱线相互影响，出现幅值不等的假谱线，该现象是降低谐波参数计算精度的重要因素。为预防频谱泄漏的产生，硬件采样设备需满足严格的同步采样条件。但不同的测量信号，其频率范围不同，且其工频一般会在一定的范围内进行不断变化，普通硬件设备难以进行稳定的同步采样，将不可避免地出现频谱泄漏。目前工程中使用的高精度谐波测量设备，如电能质量测试仪，能根据变化的工频动态调节硬件采样频率，但该类设备硬件复杂，使用成本高。因此，通过软件算法校正非同步采样下的计算结果，降低硬件成本，是谐波测量领域研究的热点。
[0003]离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)作为一种经典的频谱分析方法，实现频谱分离的同时，具有较高的信噪比增益，常被应用于电力系统基波、谐波特征信息的检测。通常采用时域加窗函数、频域谱线插值的方法来提高DFT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应信号谐波测量系统，其特征在于：其包括压控放大模块、低通滤波模块、信号取反模块、电压跟随模块、比例运算模块、PWM信号以及内置有后级采样运算程序模块的处理器；测量信号输入至所述压控放大模块中经过倍数放大后输出一个交流电压信号Ui到所述比例运算模块中；其中所述压控放大模块的放大倍数由一电压信号控制，所述电压信号由所述PWM信号经过所述低通滤波模块和所述信号取反模块后产生；所述电压跟随模块产生一个直流电压信号Udc输入到所述比例运算模块中，所述比例运算模块将交流电压信号Ui和直流电压信号Udc进行设定运算后输出至所述处理器中，通过所述后级采样运算程序模块计算谐波值。2.如权利要求1所述的自适应信号谐波测量系统，其特征在于：所述压控放大模块包括可变增益放大器U2；所述测量信号从U2管脚1输入到所述压控放大模块中，所述PWM信号通过所述低通滤波模块和所述信号取反模块后输入至U2管脚3上；U2的管脚1与管脚8之间电连接且在连接线路上设置有电容C3，U2的管脚8、管脚2接地连接，在管脚5端输出所述交流电压信号Ui。3.如权利要求1所述的自适应信号谐波测量系统，其特征在于：所述低通滤波模块包括运算放大器U1A；所述PWM信号经过电阻R3、电阻R4后输入至U1A管脚3，U1A的管脚2与管脚1电连通，电阻R3与电阻R4之间设置有一接地支路，该接地支路上设置有电容C1；电阻R4与U1A管脚3之间设置有另一接地支路，该接地支路上设置有电容C2；所述PWM信号通过所述低通滤波模块后变为直流电压，在U1A的管脚1端输出。4.如权利要求1所述的自适应信号谐波测量系统，其特征在于：所述信号取反模块包括运算放大器U1B；所述低通滤波模块输出的正直流信号经过电阻R2输入至U1B管脚6中，U1B的管脚5端经过一电阻R5后接地连接，U1B的管脚6与管脚7电连通且在连通线路上设置有电阻R1；所述低通滤波模块输出的正直流信号经过所述信号取反模块形成负直流信号，在U1B的管脚7端输出。5.如权利要求1所述的自适应信号谐波测量系统，其特征在于：所述电压跟随模块包括运算放大器U3B；U3B的管脚6与管脚7电连接，管脚5端输入有由电阻R10和电阻R11分压后的电压信号，电阻R10的输入侧输入有设定电压值的电源信号，电阻R10的输出侧分为两路，一路输入电阻R11后接地，另一路接入U3B的管脚5端；所述电压跟随模块在运算放大器U3B的管脚7端输出所述直流电压信号Udc至所述比例运算模块。6.如权利要求1所述的自适应信号谐波测量系统，其特征在于：所述比例运算模块包括运算放大器U3A；U3A的管脚2与管脚1电连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢菁锋，周威霖，姜万东，庄如，王晓堃，
申请(专利权)人：江苏国网自控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：