【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于谐波计算，具体涉及一种动态采样的谐波分量计算系统及其控制方法。
技术介绍
1、对于采样点需要通过fft(快速傅里叶变换)计算谐波分量的系统，前级采样点的数据采集是系统实现的关键，而对于不同的基波要想能够任意可调实时采样和计算，就不得不通过动态时钟管理器的方式产生动态采样率，才能适应该谐波分量计算系统的要求。
2、在xilinx的fpga中，时钟管理器叫做clock management，简称cmt，dcm/pll/mmcm都包含在cmt中。dcm是比较早的在fpga中使用的，比如sparten-3和virtex-4，后面的器件不再使用dcm了。在virtex-4中，cmt包括一个pll和两个dcm。dcm的核心是dll(delaylocked loop)，它是一个数字模块，可以产生不同相位的时钟、分频、倍频、相位动态调整等，但精度有限。pll就是锁相环(phase locked loop)，时钟、倍频、分频、调节相位等都可以使用pll，而且pll是一个模拟电路，它产生的频率比dcm更加准确，抖动(jitter)也更好，但是现有的pll不能动态调整相位，对于不同的基波无法任意可调实时采样和计算。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种动态采样的谐波分量计算系统及其控制方法，本专利技术所采用的技术方案如下：
2、动态采样的谐波分量计算系统，包括频率检测模块、自适应采样率生成模块、adc采集模块、频率反馈模块和谐波计算模块，频率检
3、如前述的动态采样的谐波分量计算系统的控制方法，包括以下步骤：
4、所述频率检测模块采集得到输入信号的频率，并且将输入信号的频率传输给自适应采样率生成模块，自适应采样率生成模块根据输入信号的频率生成总采样点数固定、整数分频比跟随变化的自适应采样率，并且将自适应采样率传输给adc采集模块，adc采集模块实现模拟电压信号采集并且转换为数字电压值，将得到的数字电压值传输给频率反馈模块，频率反馈模块通过计算过零点的时刻得到当下时刻信号频率，并且频率反馈模块将得到的当下时刻信号频率传输给频率检测模块，频率检测模块将当下时刻信号频率存储在寄存器中成为前一时刻信号频率，频率检测模块比较寄存器中的前一时刻信号频率与当前输入信号的频率，如果当前输入信号的频率与前一时刻信号频率不一致，则将输入信号的频率传输给自适应采样率生成模块调整为自适应采样率，同时adc采集模块还按照自适应采样率采样后将数字电压值传输给谐波计算模块，谐波计算模块通过xilinx的fft ip核实现，计算出谐波分量。
5、优选的，生成自适应采样率的方法是：
6、fs/f/a＝b (1-1)
7、其中，fs为固定采样率，f为输入信号的频率，a为单个信号周期采集点数，b为分频比；
8、先通过公式(1-1)计算得出分频比b，分频比b是一个小数，通过对b四舍五入取整后得到整数分频比b(+)；
9、f*a*b(+)＝fs(+) (1-2)
10、a＝a/t (1-3)
11、其中，fs(+)为自适应采样率，f为输入信号的频率，a为总采样点数，a为单个信号周期采集点数，t为信号采集周期数，b(+)为四舍五入后的整数分频比；
12、通过公式(1-2)计算得出自适应采样率fs(+)，整数分频比b(+)即为间隔b(+)个点取一个数进行fft计算，经过fft公式计算过后即为2*a个实部虚部的组合。
13、优选的，求得自适应采样率fs(+)后，在fpga内部通过系统时钟10ns进行打拍，通过计数的方式，实现采样周期t(t＝1/fs(+))。
14、优选的，adc采集模块在采集的过程中按照总采样点数a、整数分频比b(+)、信号采集周期数t进行采集，得到的采集数据反馈给频率反馈模块并且输送给谐波计算模块进行fft计算。
15、本专利技术的有益效果：
16、本专利技术通过设计频率检测模块、自适应采样率生成模块和频率反馈模块，通过动态时钟管理器的方式产生动态采样率，实现了不同的基波能够任意可调实时采样和计算，适应了谐波分量计算系统的要求。
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1.动态采样的谐波分量计算系统，其特征在于，包括频率检测模块、自适应采样率生成模块、ADC采集模块、频率反馈模块和谐波计算模块，频率检测模块与自适应采样率生成模块实现数据交互，自适应采样率生成模块与ADC采集模块实现数据交互，ADC采集模块分别与频率反馈模块和谐波计算模块实现数据交互，频率反馈模块与频率检测模块实现数据交互。
2.如权利要求1所述的动态采样的谐波分量计算系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的动态采样的谐波分量计算系统的控制方法，其特征在于，生成自适应采样率的方法是：
4.根据权利要求3所述的动态采样的谐波分量计算系统的控制方法，其特征在于，求得自适应采样率FS(+)后，在FPGA内部通过系统时钟10ns进行打拍，通过计数的方式，实现采样周期t(t＝1/FS(+))。
5.根据权利要求4所述的动态采样的谐波分量计算系统的控制方法，其特征在于，ADC采集模块在采集的过程中按照总采样点数A、整数分频比b(+)、信号采集周期数T进行采集，得到的采集数据反馈给频率反馈模块并且输送给谐波计算模块进行
...【技术特征摘要】
1.动态采样的谐波分量计算系统，其特征在于，包括频率检测模块、自适应采样率生成模块、adc采集模块、频率反馈模块和谐波计算模块，频率检测模块与自适应采样率生成模块实现数据交互，自适应采样率生成模块与adc采集模块实现数据交互，adc采集模块分别与频率反馈模块和谐波计算模块实现数据交互，频率反馈模块与频率检测模块实现数据交互。
2.如权利要求1所述的动态采样的谐波分量计算系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的动态采样的谐波分量计算系统的控制方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：白洪超，徐瑞杰，彭文敏，
申请(专利权)人：青岛艾诺仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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