使用数字滤波器提高频率测量精度的方法技术

一种使用数字滤波器提高频率测量精度的方法，外部信号依次通过抗混叠高频滤波器、高速信号采样模块传送至数字滤波器，该滤波器可以用差分方程表示：其中y(n)为滤波器的输出，x(n)为滤波器的输入，ai为滤波器系数，M为数字滤波器的阶数，滤波器系数即为滤波器的冲击响应系列h(n)，带有干扰和谐波的信号采样值x(n)，经过与数字滤波器h(n)卷积的结果就为我们希望的滤波之后的信号y(n)；经过数字滤波器滤波的信号y(n)与原始信号x(n)之间存在相位差，精确的相位差可以计算出来，但是不影响信号的周期，因此测量y(n)的频率也就是x(n)的真实频率，保证频率测量的高精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交流采样技术，尤其是。
技术介绍
随着交流采样技术的广泛应用，频率测量的精度显得越来越重要，现在一般在采样信号中查找相邻的两个过零点，用相邻过零点之间的时间计算工频信号的频率，对于频率跟踪算法，再用这个测量频率，修改采样信号的频率，以保证每一个周波的采样点一样； 而对于使用准同步算法的设备，也要以这个频率为依据，对采样数据进行插值计算。可见频率的测量精度直接关系到交流采样设备的测量准确度。在产品研发中，当信号中包含了多种谐波成分，并且谐波含量很高的时候，经常遇到频率测量不正确的问题，从而直接导致测量数据的错误，或者准确度达不到要求，导致这种结果的原因是因为在过零点附近密集分布多个过零点，干扰信号淹没了真实信号的过零点，从而产生过零点搜索错误。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，即使信号中含有很多高频干扰或谐波成分，滤波后，仍然可以很准确的找到所需要的过零点，保证频率测量的高精度。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是一种，外部信号源依次通过抗混叠高频滤波器、高速信号采样模块传送至数字滤波M器；所述数字滤波器为HR滤波器，用差分方程表示为_Κ ) = Σ，其中y(n)为/=0数字滤波器的输出，χ (η)为数字滤波器的输入为数字滤波器的系数，M为数字滤波器的阶数；高速信号采样模块实现AD采样；具体的测量方法如下(1)外部信号经过电压互感器、电流互感器后，将一次高压、大电流信号转换为 500V以下的交流电压信号，小于100A的交流电流信号，再经过一级精密测量电压互感器、 测量电流互感器将信号变换为后面测量电路可以测量范围的小信号；(2)外部信号经过处理后，还含有很多超出AD采样速率的频率成分，这些信号会严重干扰采样信号的采样，会使采样信号失真，因此需要抗混叠滤波器滤掉超出采样率2 倍频率的信号；C3)经过抗混叠滤波器滤波后的信号可以被AD采样，采样信号的频率与AD的采样率满足采样定理的要求，经过AD采样后的信号为数字信号，用符号x(n)表示，η取值为整数0、Ρ··η-1，代表有η个采样点；(4)根据我们所关心的信号频率，提出截止频率的频率值，对截止频率外的信号的衰减程度，算成理想滤波器的阶数和系数，再根据实际设备情况将理想滤波器的阶数和系数进行修正，就得到了实际使用的滤波器的阶数和系数；滤波器系数即为滤波器的冲击响应系列h (η)，带有干扰和谐波的信号采样值χ (η)，经过与数字滤波器h (η)卷积的结果就为我们希望的滤波之后的信号y (η)；经过数字滤波器滤波的信号y (η)与原始信号χ (η)之间存在相位差，精确的相位差可以计算出来，但是不影响信号的周期，因此测量y (η)的频率也就是χ (η)的真实频率。作为改进，所述步骤⑷中，根据50Hz左右的工频信号，设计数字滤波器，在_3dB 增益点的截止频率为90Hz。本专利技术与现有技术相比所带来的有益效果是设计一个滤波器，可以用差分方程表示权利要求1.一种，其特征在于外部信号源依次通过抗混叠高频滤波器、高速信号采样模块传送至数字滤波器；所述数字滤波器为HR滤波器， 用差分方程表示为2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述步骤(4)中，根据50Hz左右的工频信号，设计数字滤波器，在-3dB增益点的截止频率为 90Hz。全文摘要一种，外部信号依次通过抗混叠高频滤波器、高速信号采样模块传送至数字滤波器，该滤波器可以用差分方程表示其中y(n)为滤波器的输出，x(n)为滤波器的输入，ai为滤波器系数，M为数字滤波器的阶数，滤波器系数即为滤波器的冲击响应系列h(n)，带有干扰和谐波的信号采样值x(n)，经过与数字滤波器h(n)卷积的结果就为我们希望的滤波之后的信号y(n)；经过数字滤波器滤波的信号y(n)与原始信号x(n)之间存在相位差，精确的相位差可以计算出来，但是不影响信号的周期，因此测量y(n)的频率也就是x(n)的真实频率，保证频率测量的高精度。文档编号G01R23/167GK102435849SQ20111032973公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日专利技术者曾春山 申请人:深圳市科陆电子科技股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾春山，
申请(专利权)人：深圳市科陆电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：