基于时域多周期同步和频域代数运算的谐波检测法

提出了一种电网谐波数字测量新方法,时域多周期同步采样的频域代数运算法,给出该方法实现的具体硬件配置。该方法主要包括时域多周期硬件同步采样和频域叠加运算2个关键环节。多周期同步采样用100 MHz高频脉冲对电网频率进行实时测量跟踪,保证10个周波采样同步偏差小于0.03%;进而对采样信号的矩形窗频谱进行简单的代数运算,可达到加Hanning窗的精度。仿真实验表明,新方法可在每10个周波实现电网谐波的高精度测量,精度满足国标A级标准。     

特高频传感器等效高度的频域参考测量方法

在特高频传感器等效高度时域测量方法中,频率分辨率和测量误差是一对不可调和的矛盾,若采样时间短则频率分辨率低,若采样时间长则测量误差大。为解决这个问题,提出了频域参考测量方法。在此方法中,以某一频率的正弦电压波形作为GTEM小室的输入信号,然后测量参考传感器和待测传感器在该频率下的响应,最后利用响应特性和参考传感器等效高度计算出待测传感器的等效高度。建立了频域参考测量系统,包括:网络分析仪、GTEM小室、参考天线等。利用该系统对长度为50 mm的单极子探针天线的等效高度进行了测量,并将测量结果与时域方法的测量结果进行了对比。测试结果表明,利用频域参考测量方法测得的等效高度频率分辨率高、测量误差和分散性小。提出的频域参考测量方法将有利于推进特高频传感器标准化工作,提高GIS局部放电检测效率。     

相位噪声的时域测量及其误差分析

本文讨论相位噪声时域测量的数学模型。介绍测量系统。讨论影响测量准确度的主要误差源,并给出计算公式。实验表明:修正后的时域数据与频域直接测量结果非常吻合。     

一种用于瞬态陡脉冲信号处理的时域-频域联合外推方法

考虑雷电流激励情况下接地网瞬态响应为陡升缓降的特点,提出了一种基于Hermite函数展开改进的时域-频域联合外推方法。时域-频域联合外推方法通过分别对时域早时响应和频域低频响应采样,利用Hermite函数的时域-频域互反性构造外推系统完整的瞬态响应,但其不能处理陡脉冲激励的瞬态响应。文中对激励为陡脉冲的瞬态响应信号进行预处理和后处理工作。信号前处理工作为:在时域和频域内分别进行尺度变换,对瞬态响应波形进行平滑运算和序列补零,有效降低外推系数矩阵的条件数;给出了Hermite函数插值阶数的自适应确定方法;信号后处理工作为:为处理时域信号晚时响应的数值发散问题,文中进一步对信号采用GPOF方法进行平滑。数值算例和测量结果证明了该方法的正确性和有效性;文中算法适用于陡脉冲信号时域-频域的联合外推。     

超宽带脉冲信号的一种频域采样和接收方法

对纳秒级的超宽带脉冲信号进行采样需要设计采样速率高达数十GHz,且必须具有较低功耗的超高速模数变换器,提出了一种频域模数变换的方法,使超宽带脉冲信号通过一个频域滤波器组,并采用一组低速模数变换器在频域对脉冲信号并行采样,大大地降低了接收机对前端模数变换器采样速率的要求。并给出了频域同步、频域信道估计和频域解调的设计算法,计算机仿真结果证明了在能够大大降低采样速率的情况下,频域采样超宽带脉冲通信接收机具有和传统时域高速采样接收机相近的误码率性能。     

矢量网络分析仪的时频域阻抗测量技术

由于传输线阻抗不连续性导致的串扰问题会严重影响信号传输的质量,从而导致信号完整性问题。从矢量网络分析仪阻抗测试原理出发,通过对比网络仪开路校准及端口补偿后的Smith圆图测量结果、阻抗和相位格式测量结果,说明网络仪频域3种测量格式所表述的阻抗信息;利用矢量网络分析仪时域变换功能从时域上对传输线进行评估,可以获得传输线阻抗不连续点和各位置阻抗信息。最后通过对一段3.5 mm传输线的测试,说明如何利用矢量网络分析仪的频域和时域同时对传输线特性尤其是阻抗特性进行评估,为传输线测试提供了一种新的方法。     

基于FFT及IFFT的超声波相位差检测方法

噪声和波形畸变是影响超声波相位差检测精度的两大主要原因,也是在时域中构建相位差检测模型必须要解决的关键问题。提出一种非整周数据整周期化的算法,在获取两路超声波A/D数据后,首先对非整周期采样数据进行插值,将非整周期采样的数据转化为整周期采样数据,之后将整周期数据经过快速傅里叶变换(FFT)在频域中滤除噪声和波形畸变后,再通过快速傅里叶逆变换(IFFT)由频域回到时域中进行相位差检测。实验数据表明,采用FFT及IFFT的时域-频域-时域变换的超声波相位差检测法,其相位差检测精度明显优于时域法相位差检测精度,当选用12位A/D采样超声波数据时,相位差的检测标准差0. 01°。     

基于时域准同步的介损角快速测量算法

非同步采样下,快速傅里叶变换方法(fast Fourier transform,FFT)算法不可避免地存在频谱泄漏和栅栏效应影响,且采集数据量多,计算量大。为了实现介损角的快速、高准确度测量,该文提出并建立一种基于时域准同步的介损角测量方法,利用准同步采样算法精确估计采样信号的基波频率,采用牛顿插值法对电压、电流采样信号进行插值重构,获得时域准同步采样序列,通过FFT频域分析和等效电路模型求解实现介质损耗角的精确计算。这种介损角测量算法不需要利用窗函数和谱线插值算法,能有效改善FFT的频谱泄漏和栅栏效应影响,采集数据量少,算法简单,便于嵌入式系统实现。仿真实验验证了算法的准确性。     

非正弦周期性电流电路中的无功功率和畸变功率

文内就含谐波源电路中无功功率和畸变功率的频域分析和时域分析法作了介绍,并对二者进行了分析、比较。目的是为了给准确测量功率和电能、抑制和消除谐波污染做些理论准备。同时,提出了一种新的时域分析方法。频域分析法,由于应用了傅里叶级数进行谐波分析,有着周期性和正弦波两种约束。它对电压和电流的有效值以及各类功率的分析计算,是一种坚实的理论基础,揭示了波形畸变的物理本质。时域分析法则摆脱了傅里叶级数,采用正交化的分解方法,它保留了周期性的约束而不受正弦波的限制。从长远的观点看,时域分析法将有利于采用微机进行实时测量,或研制高精度的希尔伯特变换器实现测量,同时也有利于采用电力电子技术进行无功补偿。     

信号源分析仪测试时钟抖动

时钟抖动测量的精度要求越来越高,使用示波器测量时钟抖动有其局限性。本文探讨时钟时域相位抖动和频域相位噪声的关系,介绍使用信号源分析仪进行高精度的时钟抖动测量。     

天线方向性测量系统设计与实现

为了获得天线方向图、增益等参数的实测数据,研究了天线电参数的时域和频域测量方法,分别应用2种方法建设了天线方向性测量系统。以窄脉冲信号发生器和数字取样示波器为基础建设时域系统,分别以矢量网络分析仪和信号源加频谱仪为主体构建频域测量系统。给出了系统构成及组件的相互关系,确定了测量流程,提出了数据处理方法及关键技术。最后,对时域和频域两种测量方法的特点进行了比较。建设的测量系统为天线研制、验收等工作提供了技术手段。     

基于频域辨识的合并单元额定延时测量技术

智能变电站中合并单元数据采集和输出过程存在着固有的额定延时,此延时直接影响继电保护的动作时间。目前,额定延时测量方法存在着不足,给系统安全运行埋下了安全隐患。文中从合并单元采样环节的构成出发,分析其采样、处理过程中额定延时的群延迟特性和传变延迟。研究表明:时域中的群延迟在频域中相频特性应为线性相位,据此提出通过输入不同频率的信号以获得合并单元的相频特性曲线、进而辨识出额定延时的频域识别测量技术,并分析合并单元的相位误差对此额定延时测量方法的影响,最后通过理论仿真验证了此额定延时测量技术的可行性和正确性。文中所提方法为合并单元数字化采样延时测量的工程应用提供了一种切实可行的延时测量技术,能够确保继电保护系统的正确、可靠运行。     

电网信号测量中非同步采样误差的分析与处理

在电网信号实时测量分析中 ,信号频率往往是在变化的 ,很难实现严格的同步采样 ,从而带来了非同步采样误差 ,文章从时域和频域两个角度分析了非同步误差产生的原因 ,建立了误差模型 ,并且从软、硬两个方面综合分析了各种预防、补偿措施的优缺点 ,可以从实时性、精度等不同的角度实现非同步测量误差的最小化 ,提高了信号处理的精确度和测量参数的可信度     

基于雅可比矩阵修正模型的电压稳定频域分析方法

本文利用Ｌａｐｌａｃｅ变换,提出了一种基于可比矩阵修正模型的电压稳定频域分析方法,证明了时域模型中的Ｈｏｐｆ分叉点和鞍点分叉点对应于频域模型特征方法轨迹的过零点,提出了一种可同时计及Ｈｏｐｆ和鞍发叉发生可能性的电压稳定性频域测度。最后,利用两个多机系统算例进行了验证。     

基于chirp-z逆变换矢量网络分析仪时域测量技术

矢量网络分析仪时域功能采用数学变换方法实现频域数据和时域数据转换，文中介绍这种转换理论和基于chirp-z逆变换的时域测量算法，并给出该算法MATLAB仿真结果。     

一种高精度快速计算电力谐波参数的方法

提出一种电力谐波参数高精度测量的新方法。依据傅立叶变换的时域收缩频域延伸的性质精确计算出电力信号各次谐波的频率,而后通过窗函数插值方法精确计算出电力信号的各次谐波参数。讨论了时域收缩比对测量精度的影响,还分析了截断窗函数对电力谐波估计精度的影响。用仿真试验和模拟测量证明了该算法的有效性。与其他加窗FFT插值校正分析方法相比,所提方法计算耗时上有明显优势,很适合用于DSP数字信号处理器,是一种很实用的算法。     

基于等效采样的TIADC通道失配校准方法

本文针对TIADC(时域交替模数转换器)的通道失配校准存在过程复杂、计算量大的问题,设计了一种高效的通道失配校准方法。基于等效采样原理,将单个ADC多个周期的采样数据重叠显示在一个周期内,通过比较各个ADC重叠波形的平均值、幅值范围和相位,即可实现同时校准偏移失配、增益失配和时间失配,免除了频域转换或正弦拟合等步骤。仿真和实际测试结果表明,本文方法能准确测量上述失配误差,在显著提升TIADC性能的同时,能有效降低校准的复杂性,减小运算量。     

语言信号时频谱分析

文中采用两种方法对语音信号时频谱进行研究.首先采用小波变换对语音信号进行五层的小波分解,从分解后的各层信号去分析语音信号的时频特征;然后本文还采用傅立叶变换对语音信号的语谱图进行分析.两种时频分析方法的结果基本一致,小波分析能同时对语言信号的时域和频域进行分析;而傅立叶变换只能在时域或者频域对语音信号进行分析.     

电网工频信号非整周期采样误差分析

交流信号采样过程中存在着很多误差源,非整周期采样是一种重要的误差源,由于电网频率的波动,实际工程应用中整周期采样难以实现,用非整周期交流采样测量正弦信号的有效值和有功功率的大小,存在着比较大的测量误差。本文从时域角度对其研究,推导非整周期采样时域误差公式,建立非整周期交流采样测量电压电流信号有效值和有功功率的误差数学模型,分析每个参量变化对同步误差影响的大小,找出主导因素,为减少测量误差提供理论依据。     

FFT和小波变换在电力系统谐波测量中的应用

为满足测量要求,改进了FFT算法,并针对其无法调和的时域性和频域性矛盾的缺陷,讨论了小波变换的特性。仿真结果表明,FFT改进后频率、相位、幅值的测量精度提高,而小波变换克服了FFT不能时域局部化的缺点,能在时域、频域内揭示信号特征,较好达到了测量要求。