基于单片机的频率跟踪系统设计

本文设计了一种测量信号频率的系统。它利用ADC0809芯片把模拟信号变成数字信号,然后通过单片机MSC-51对数字信号做快速傅立叶变化(FFT),得到信号的频谱。通过分析处理该频谱,从而找到信号的频率。最后分析了这种基于快速傅立叶变化测量频率方法的精度,并提出了改善精度的方法。     

测量电感与高频电压方法的研究

针对当前测量电感和高频电压的仪器结构复杂,准确度不高的情况,本文提出一种转换电路和单片机相结合的设计方案。系统用转换电路把电感和高频电压转换成频率,然后用一种改进的算法测量频率,根据频率的大小和转换电路的传递关系求解电感值和高频电压值。通过实验表明系统电路简单,输入阻抗高,测量准确。该方法对测量电感和高频电压的电路简化,和误差减小方面,有一定的参考价值。     

准同步采样法在配电综合测控仪中的应用

通过研究准同步采样法,分析准同步采样法准确度与频率偏差的关系,提出通过减少频率偏差来提高准同步采样法准确度的两种方法,提出准确计算信号频率的公式.计算机仿真结果表明该方法能有效提高测量信号的有效值和谐波的准确度.最后把准同步采样法应用于配电综合测控仪中,进行硬件和软件设计,实现了仪器体积小,抗干扰能力强,而且测量速度快,测量精度高的目标.     

准同步采样法在配电综合测控仪中的应用

通过研究准同步采样法,分析准同步采样法准确度与频率偏差的关系,提出通过减少频率偏差来提高准同步采样法准确度的两种方法,提出准确计算信号频率的公式。计算机仿真结果表明该方法能有效提高测量信号的有效值和谐波的准确度。最后把准同步采样法应用于配电综合测控仪中,进行硬件和软件设计,实现了仪器体积小,抗干扰能力强,而且测量速度快,测量精度高的目标。     

PLC辐射干扰测量的外推因子研究

在研究电力线载波(Power Line Carrier,PLC)通信系统辐射干扰的过程中,为了将辐射信号场强与电磁兼容(Electro Magnetic Compatibility,EMC)标准中规定的限值线进行比较,需要利用外推因子把实际测量距离下测得的辐射信号场强转化为标准测量距离下的对应值。文章基于赫兹偶极子与麦克斯韦方程组推导了在150kHz-30MHz频率等级上的电力线辐射外推因子,理论结果显示从大于3m的实际测量距离向3m标准测量距离转化的外推因子随频率的增大呈现出减小趋势。在此基础上,提出了适用于150kHz-30MHz频率等级的PLC辐射干扰测量方案,并在屏蔽室内进行了辐射干扰测量。研究表明,基于测量结果得到的外推因子与理论分析结果基本吻合。     

蒸汽湿度测量系统的研究与设计

根据谐振腔的谐振频率随腔内空气介电常数变化发生偏移这一特性,研制了基于微波谐振腔的汽轮机蒸汽湿度测量系统。设计了自动频率跟踪模块,利用单片机来控制压控振荡器VCO的输出频率。保证了VCO的输出频率与谐振腔的谐振频率一致,减小了频率跟踪的时延,从而提高了整个测湿系统的测量精度。在频率测量模块中,采用多周期同步测量与量化延迟法相结合的高精度频率测量方法,使测量分辨率达到了0．1Hz,满足系统的要求。利用此系统对湿空气环境进行了测量,分析了测量结果和理论结果间的误差,二者表现出较好的一致性．     

高精度无间隙时频测量技术的研究

高精度无间隙时频测量技术是时频测量领域关键技术基础。本文概述了频率比对装置所采用的频差倍增和相位比较2种技术及其原理和技术实现。提出了高精度无间隙时频测量的新方法,用计数器由同一时基控制,2个计数器交替计数采样,一个计数器关门计数,另一个计数器开门计数,这样相邻2次计数之间没有时间间隔,把N个计数周期所采样的数据累加起来,实现了无间隙采样。将采样值累积,实现原子频标、高稳晶振长时间频率稳定度和频率漂移率的测量。采用高精度无间隙连续测量技术所研制的频标比对装置,不仅可以完成一般的频率信号的时域参数的测试,而且可以替代传统的比相仪。实践表明,新的方法与传统方法相比在测试精度和测试能力上有明显提高,不仅是频率信号时域参数长期特性和短期特性为一体的综合测量装置,也是时频测量和科研开发的理想工具,值得研究和分析。     

基于频率跟踪的定频采样测量算法

针对传统测量算法的改进,提出一种基于软件的频率跟踪测量算法,应用于固定频率的保护和测控一体化装置。在较低的固定采样频率下根据采样值实时计算出被测量的实际频率,再根据频率偏差用软件算法补偿修正被测量,进而得到准确的测量值。仿真结果表明,该算法可以在较宽的频率范围内,对含有谐波的交流量实现精确测量。该算法应用于实际的数字式保护测控装置,既不影响继电保护动作,又能满足测量精度,取得了良好的效果。     

基于微波谐振腔微扰法的汽轮机蒸汽湿度测量

汽轮机内蒸汽湿度的大小和分布状况直接影响汽轮机运行的经济性和安全性。以汽轮机内蒸汽湿度的准确测量为目的,设计了基于微波谐振腔微扰法的蒸汽湿度测量系统:自动频率跟踪系统和等精度频率测量系统。经实验测试,自动频率跟踪系统能够在9.6 GHz基础上检测出千赫兹的频率变化;等精度频率测量系统在标准频率为10 MHz时,分辨率可达到10-7,对于1～10 MHz的测量信号,能分辨出的频率范围为0.1～1 Hz。     

一种快速的软件频率计算方法

频率测量是电力系统测控装置和保护装置的基本功能.频率测量的快速性和准确性将深度影响电力系统测控和保护装置的性能,从而影响到电力系统的稳定性.为提高频率测量的快速性,提出了一种全新的频率测量算法.该算法可以在5/4周波内测量出被测对象的频率,具有极强的实时性.首先对计算傅里叶级数实部的核函数进行移相.然后分别采用移相前后...     

对电网故障时刻PMU测量频率的思考和讨论

频率是电力系统运行中一个重要的质量指标,它反映了电力系统中有功功率供需平衡的基本状态。如果电力系统运行频率偏离过多,会给电力用户带来不利影响,而受影响最大的当首推电力系统本身。因此,需要对频率进行较高精度的测量。针对一起电网故障时PMU的频率测量数据,指出现有PMU在故障情况下可能存在测量判断错误的问题,提出在分析PMU频率测量数据时应注意的问题,同时也提出了PMU测量故障系统频率的改进方法。     

基于FPGA进位链的铯光泵磁力仪频率测量方法

铯光泵磁力仪输出拉莫尔频率,需要通过频率测量换算得到磁场值,频率测量的精度直接关系到磁测结果的准确性。提出了一种基于FPGA进位链的铯光泵磁力仪频率测量方法。首先采用加法器将 FPGA中的专用进位连线资源级联成进位链,然后基于时间内插的原理实现对拉莫尔频率的测量。与其他频率测量方法相比,该方法只需要FPGA编程即可实现,不需要额外的硬件消耗。对原理样机的测试结果表明,系统可行性好,测量精度高,以低成本、高灵活性的方式实现了铯光泵磁力仪的频率测量。     

基于布拉格光纤光栅测量湿蒸汽湿度的基础理论与前期试验研究

提出一种基于布拉格光纤光栅(fiber Bragg grating, FBG)传感技术测量湿蒸汽湿度的新方法。在理论推导FBG测量湿度模型的研究基础上,利用FBG涂敷湿膨胀材料的技术,把测量湿度的问题转换为FBG测量微应变的技术问题。建立悬臂梁振动频率测量装置,采用FBG精确地测出了前4阶振动频率,与加速度传感器(AT)和振动及动态信号采集分析系统(CRAS)等不同方法进行了对比试验,测量结果吻合。对FBG的粘贴位置、激励位置等也进行了试验研究。试验结果证明FBG对悬臂梁微应变(振动)测量有很高的精度和动态特性,且试验的可重复性很好,为下一步测量湿度的试验研究奠定基础。     

锁相环自锁定技术的研究及应用

利用LC电路的振荡频率在回路参数出现变化时会明显变化这一特征,可以根据频率的改变量实现多项测量功能.测量中是依赖LC电路振荡频率的改变量得到测量结果.要想精确测量出瞬时频率差,就要求实现初始频率和当前频率的运算,初始频率的保持是测量过程关键.本文通过对锁相环自锁定技术的研究,从压控振荡器(VCO)的控制电压入手,实现频率的自锁定.实践证明,利用自锁定技术较好地解决了这一问题.     

基于扩展卡尔曼滤波频率跟踪的DFT同步相量测量算法

当电力信号的频率发生偏移时,采用离散傅里叶变换(discrete Fourier transformation,DFT)进行同步相量测量难以做到同步采样,由此造成的栅栏效应严重影响了同步相量测量精度。为此提出一种改进的DFT同步相量测量算法。首先引入了基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的频率跟踪算法,建立了基波频率测量的算法流程,并介绍了基于DFT的同步相量测量算法原理。在此基础上,将测量结果分为整数部分和分数部分,分析了因频率偏移导致的相量测量误差,对分数部分进行插值计算以提高同步相量测量精度。分别应用含谐波和噪声的稳定信号和幅值、相位、频率、谐波及噪声含量跳变的信号来校验算法的性能。仿真结果表明,EKF频率跟踪算法能快速对基波频率进行跟踪,所提出的同步相量测量算法能消除或减弱谐波、噪声以及频率偏移对同步测量的影响,提高了相量测量精度。     

基于单片机的三相交流电监测系统

电压和频率是反映电能质量的两个重要指标,文中介绍了电压、频率的测量原理以及如何利用单片机实现电压、频率的测量和数据传输。这种测量装置结构简单、误差小、测量精确、价格低,可以作为测试仪器使用,也可以作为监控装置的一部分。     

基于变步长LMS自适应陷波算法的电气信号频率测量

提出一种基于二阶无限冲击响应(IIR)变步长自适应数字陷波滤波器的电气信号频率跟踪测量算法。论述了陷波滤波器能够滤除信号中特定的频率,而其他的频率成分不受影响的原理;最小均方LMS(LeastMeanSquare)自适应陷波算法是将被谐波和随机噪声污染的电气信号通过基波陷波器,根据陷波器输出误差采用变步长因子的递推LMS自适应修正陷波器参数和跟踪频率的变化。实例中,给出了给定变步长迭代公式的常数以计算出频率,并采用频率稳定时的测量、频率波动时的测量、电机运行频率测量的3种仿真结果表明所提出的频率跟踪测量算法效果良好。     

基于Prony算法的基波频率测量方法

针对电网频率跟踪测量的问题,提出了一种基于Prony算法的基波频率测量方法。首先通过CIC组合滤波器从原始信号中提取出基波信号,再利用Prony算法进行频率跟踪测量。该方法可以有效地抑制原始信号中的直流、谐波和噪声,降低测量系统的基波频率测量偏差。实验仿真结果表明,该算法响应速度快,测量精度高,测量结果满足电网监测和电能计量的精度要求。     

电力系统频率的自适应测量

本文提出了一种电力系统频率测量的新方法,所提出的方法计算简单,快速.通过自适应采样技术使频率测量的精度得到了很大的提高,仿真试验表明,该方法在△f小于50HZ范围内都能正确测量频率,测量误差小于0.0005Hz.     

一种OFDM调制器的测量模型与方法

本文提出一种OFDM调制器的测量模型,该模型可有效地描述OFDM调制器测量系统普遍存在的弱频率选择性,进而在消除弱频率选择性的基础上得到更精确的测量结果。同时针对该模型提出一种测量方法,利用低峰谷比序列作为待测传输序列,从而在测量端可有效消除测量系统弱频率选择性。根据该模型,本文提出将弱频率选择性作为OFDM调制器的一项测量参数,从而更全面地反映OFDM调制器的性能。实际测量表明,本文提出的测量模型和方法可以精确地评估OFDM调制器的性能。