基于平均频谱测试高速ADC动态参数的方法

利用快速傅里叶变换进行模数转换器(ADC)动态参数测试很难做到相干采样和整周期截断,因此非相干采样存在必然性,由此造成的频谱泄漏将影响动态参数的测量结果。针对此问题,提出了一种基于平均频谱测试高速ADC动态参数的方法。基于MATLAB构建了验证平台,采用美国模拟器件公司(ADI)的典型高速ADC产品的行为级动态模型进行了仿真验证。仿真结果表明,在非相干程度最大的情况下,基于不同窗函数的平均频谱测试得到的动态参数误差低于1.67%,且达到了IEEE Std 1241-2000的测试标准,降低了测试系统构建难度和成本。     

一种高精度加窗插值FFT谐波分析方法

非同步采样和非整数周期截断造成的频谱泄漏会影响谐波测量结果的准确性.提出了一种高精度加窗FFT插值谐波分析方法.介绍了一种余弦组合窗函数,讨论了该余弦组合窗的特性,并首次将该窗函数运用在谐波分析中,利用曲线拟合函数求出实用的双谱线插值修正公式.试验分析表明,相比其他加窗插值算法,本文算法在频率、幅值和相位的计算中具有更高的精度,实用价值更高.     

基于加汉宁窗的FFT高精度谐波检测改进算法

大量非线性元件的应用导致电网谐波问题愈发严重,快速傅立叶变换（FFT）在非同步采样条件下难以实现谐波的精确检测,通过加窗插值可以改善FFT算法的准确度。根据信号加Hanning窗离散频谱的衰减特性,提出一种高精度改进算法。该算法通过对加窗信号的离散频谱序列进行特定的多项式变换,进一步减轻各次谐波频谱之间的互相干扰,继而应用插值运算推导出各次谐波频率、幅值和相位的高精度校正公式。对该算法与Hanning窗和Blackman-Harris窗插值FFT算法进行Matlab仿真对比,验证了该算法具有更高的分析精度。对电容器谐波电流的实验研究进一步证明了改进算法的有效性。     

基于DSP技术的高速ADC动态测试平台设计

频域动态测试法是基于数字信号处理技术的高速模数转换器动态参数测试法之一,该方法能快速准确评估高速ADC的性能。利用PC、DSP芯片和FIFO芯片,设计和搭建了一套操作简易的高速ADC动态测试平台,完成了硬件设计以及相关测试软件编程,实现了对高速ADC9480(8位)的频域动态测试。该方法结合了MATLAB和串口通信两者优势,可以方便快捷地对ADC动态性能进行测试。测试结果表明该动态测试平台可行且操作简便。     

基于改进余弦窗的加窗插值FFT谐波分析

采用快速傅里叶变换(FFT)进行电力谐波分析时,很难做到整周期截断和同步采样,导致频谱泄漏,无法精确得到电力谐波各参数。对采样信号进行加窗截断,用双谱锋线插值算法修正检测结果,可改善因非同步采样导致的频谱泄漏,提高检测精度。本文提出一种改进的余弦窗,分析其频谱特性,运用多项式拟合推导出简单实用的插值修正公式,减少运算量。仿真结果表明,加改进余弦窗双谱线插值FFT算法检测精度高,有效抑制了频谱泄漏。     

谐波分析的加窗插值改进算法

加窗插值FFT是电力谐波分析的常用算法，文中在两方面对该算法进行了改进。提出了一类新的离散窗函数——矩形自卷积窗。m阶矩形自卷积窗由m个矩形窗通过卷积运算生成，其幅频特性在零点处的1-m-1阶导数均为0;谐波分析时，加这类窗可以最大限度地减小基波及各次谐波相互之间的频谱泄漏：另外，给出了适合新窗的插值算法，并对插值算法的一些常规做法进行了改进。基于新窗的改进算法易于实现，能显著提高谐波分析精度和减小计算量。仿真分析和实践验证了其可行性和有效性。     

电能质量分析仪谐波测量频谱分析长度检测

提出了一种电能质量分析仪谐波测量频谱分析长度的检测方案.根据国家标准对谐波测量的要求和谐波分析的软硬件原理得出通过检测频率分辨率达到检测目的的方法,这需要检测仪器是否采用谐波子组测量和矩形加权窗函数.文中根据分组的原理得出子组测量的检测方法;根据傅里叶变换、频谱泄露和栅栏效应的原理得出频率分辨率的检测方法;根据加窗函数减少频谱泄露的原理,通过公式推导和Matlab计算得出检测加窗算法的方法.综合以上实现电能质量分析仪频谱分析长度的检测.并通过大量的实验验证了该检测方法的正确性和检测方案的可行性.     

基于乘法窗函数的插值FFT的谐波分析方法

针对常规加窗插值算法在使用过程中会出现不满足要求的情况,提出了一种新的乘法窗函数构造方法。以三种常规窗函数为例构造出九种乘法窗函数,并验证了基于这些乘法窗函数的三谱线插值FFT的谐波高精度分析方法。分析了新的窗函数的性能,将新窗函数应用到三插值FFT的谐波分析算法当中。仿真实验表明,构造出的窗函数在10个周期左右数据和5阶拟合条件下,相比于常规窗函数插值算法有更高的准确度。在实际工程中可根据需要选择所构造的窗函数。     

基于VSS窗的改进相位差电力谐波分析方法

利用快速傅里叶变换(FFT)进行谐波分析时,在非同步采样和非整数周期截断条件下存在频谱泄露和栅栏效应,影响谐波的分析精度。采用传统的窗函数对信号进行加权,虽然可以减小频谱泄露和栅栏效应的影响,但其效果受到窗函数旁瓣特性的制约。提出一种基于衍生半正弦窗的改进相位差电力谐波分析方法。该方法引入一种新的窗——衍生半正弦窗,对信号进行加权,然后采用改进相位差算法分析谐波参数——幅值、频率、相位。衍生半正弦窗可以通过调整指数获得满足要求的旁瓣特性,能较好的抑制频谱泄露,在工程应用中具有很大的灵活性。推导了信号基波及各次谐波频率、幅度、初相位的求解公式。仿真实验结果表明,提出的基于衍生半正弦窗的改进相位差算法具有较高的计算精度。     

一款基于18位ADC的高精度三相标准表的设计

针对国内高准确度三相标准电能表稀缺,而进口高准确度表价格又相对昂贵的这样一种状况,设计了一款基于18位ADC的高准确度标准电能表。另外,利用电流互感器的有源补偿技术,使电流采样的线性度和稳定度好;利用电源隔离技术,噪声干扰小,信号稳定;采用低温漂进口箔电阻进行信号取样,长期稳定性好;每个周波1 024点采样,且运用逐点处理方法进行电量计算,数据更新快,实时性好,测量准确度高。综合各方面先进技术和高品质器件,经试验表明,这款三相标准电能表的准确度等级能达到0.01%以内。     

基于Rife-Vincent自卷积窗三谱线插值FFT电力谐波分析

加窗和插值算法可以有效抑制快速傅里叶变换(FFT)在非同步采样和非整周期截断时产生的频谱泄露和栅栏效应,提高谐波检测精度。在比较不同Rife-Vincent窗、经典窗的频谱特性的基础上,选择五项Rife-Vincent窗做母窗,构建了五项Rife-Vincent自卷积窗的时域、频域函数,并分析五项Rife-Vincent自卷积窗的主瓣特性以及自卷积阶数对旁瓣性能的影响。建立了基于五项Rife-Vincent自卷积窗三谱线插值频谱校正算法。采用多项式拟合的方式推导了简单实用的三谱线插值修正公式。通过仿真,验证了非同步采样时,与其他加窗插值相比,该算法具有更高的计算精度。     

应用于电力谐波分析的改进相位差校正法

传统的相位差校正法在应用于电力谐波测量时,由于频谱泄漏问题的存在,在窗函数的旁瓣衰减速度较慢时存在较大误差,而校正过程对频域解析式的依赖又限制了窗函数的选用。采用一种基于汉宁窗的改进相位差校正法,其原理是对非同步采样序列的加窗快速傅里叶变换结果进行多项式变换,再依据变换所得的新频谱序列进行谐波参数的校正。将该方法和其他常用方法进行数值仿真对比,在基频随机变化的情况下进行10 000次仿真计算得到其标准误差,并缩短采样窗长以探究其实时性。结果表明,改进相位差校正法较其他常用方法有更高的精度;当基频在47~53 Hz范围内随机变化时,高次谐波的测量精度达到10-5次;在100 ms的采样窗长下,也能满足IEC 61000—4—7标准的精度要求。在兼顾计算精度的同时,该文校正公式由汉宁窗解析式推导得到,简便明了,所提方法是一种有实用价值的谐波参数检测算法。     

应用于电力谐波分析的改进插值算法

频谱泄漏是加窗插值傅里叶变换算法测量误差的主要来源,可通过加高阶窗抑制误差,但二次谐波及其他弱谐波的估计精度仍难显著提升,且带来复杂的频谱表达式和频率分辨率的损失。针对上述问题,提出一种改进插值算法。通过加低阶的sine窗函数,将传统离散傅里叶变换(DFT)平移1/2个谱线间隔到Odd-DFT域插值修正。利用相对频偏在所求谐波分量上减去其他分量的长程谱泄漏干扰之和,再进行插值修正,获得更精确的相对频偏。循环迭代若干次,用于抑制频谱泄漏对估计精度的影响。推导了修正公式,给出了算法流程,在不同环境下进行仿真分析,得出合理的迭代次数。研究结果表明,该算法的测量精度较传统加窗方法更高,并且弱谐波的估计精度得到提升,所需的采样时窗更少,提高了测量精度,满足电网测量的需要。