基于FPGA的无间歇测频方法研究与实现

介绍了一种时域测量频率的系统方案.阐述并分析了该方案的工作原理和相对误差.在对比传统测频方案两点不足的基础上对其进行了创新改进.此基于FPGA设计的无间歇测频系统硬件电路简单稳定高效,通过在正负闸门时间内双计数器连续交替计数实现无间歇测量,从而达到测量时段内覆盖全部频率的目的.在频率测量精度方面,脉冲上升沿触发使正负闸门时间与待测频率实现严格同步,通过改变置数闸门能够达到很高的测量精度.Quartus波形仿真结果也达到设计的预期效果.     

基于FPGA的参数自适应频率测量技术

采用FPGA利用硬件多周期自动累积平均技术和脉冲信号识别技术解决了计数器测频受被测信号频率和波形影响,测频误差难以控制的技术难题,所研制的宽带频率测量设备达到了理论频率测量精度.     

一种基于频率补偿的改进插值谐波分析算法

针对传统单峰谱插值谐波测量算法在非同步采样时由于频谱泄漏造成测量精度不足的问题,提出一种基于频率补偿的改进算法,并且分析传统插值算法的测量误差,改进了修正公式。该算法通过三个步骤实现,第一,基于汉宁窗插值校正频率,然后利用相对频偏进行频率补偿得到准同步化序列。第二,采用准同步化序列基于汉宁窗再次插值校正频率,将两次计算得到的相对频偏相加用于修正频率,进而减轻频谱泄漏的影响。最后,为了提高幅值和相位的测量精度,利用准同步化序列基于平顶窗直接估计,无需推导反演公式。仿真实验结果表明,该算法的测量精度相比于传统的单峰谱插值算法提升显著,在噪声环境下相比于四谱线插值、相位差算法,该算法具有更高的精度和抗噪性能,验证了所提出算法的有效性和准确性。     

基于FPGA的二次测频方法研究与实现

结合最新射频微波数字技术,研究并综合了几种典型的微波频率测量方法的优缺点,借鉴了预分频和外差下变频方法的成功经验,进而提出1种新型高精度的频率测量方案——二次测频法,在测频理论和技术上有所创新.该方法基于等精度测频原理,主要实现了在FPGA内部进行1次频率测量之后,将第1次测量结果与被测信号得到的差频结果再进行第2次的...     

电网动态频率测量的移频迭代滤波方法及应用研究

提出了一种电网动态频率测量的移频迭代滤波新方法,该方法首先采用时域移频将信号负频率成分移到零频附近,然后采用迭代滤波方法滤除高频分量和噪声,最后运用相位差实现频率估计。所提方法具有抗噪性好、运算量小的特点,仿真和实验结果验证了所提算法的有效性。     

一种基于迭代抑制谱泄漏的改进相位差算法

由于非同步采样所带来的频谱泄漏效应是影响相位差算法电参量测量精度的主要原因,利用高阶窗的旁瓣特性可抑制频谱泄漏,但二次谐波幅值的估计精度仍难以显著提升,并且由于高阶窗所带来频率分辨率损失的原因,通常需要增加待测信号的采样窗长,不利于频率波动和实时性要求较高的场合实现高精度测量。为此,提出一种加sine窗函数的改进型相位差算法,利用峰值谱线间相位差估计出的相对频偏,计算出除被测谐波分量之外的其他分量的长程谱泄漏对峰值谱线的干扰之和并将其减去后,重新利用其峰值谱线间的相位差计算相对频偏,循环迭代估计。基于该方法,与现有加窗相位差算法分别在无噪声、有噪声以及频率波动环境下进行仿真比较。实验结果表明,该方法迭代矫正计算4次即可,能有效抑制频谱泄露效应,减小估计偏差,提高电网电参量测量精度和实时性,能够满足电网测量需要。     

基于自适应短时傅立叶变换的电频率跟踪测量算法

电频率快速、准确测量是电网及电气设备运行、控制、调节的基础.基于电气信号的异步采样数据,应用短时傅立叶变换（STFT）估计电气信号频率,选用矩形自卷积窗抑制谐波对测频的影响,并根据频率变化自适应调整时间窗宽度.算法实现简单、计算量小,测频范围大,在信号频率缓慢变化和快速变化时,均具有较好的测量精度和跟踪速度.仿真研究对测频算法在各种情况下的可行性和有效性进行了验证.     

基于虚拟仪器的频率测量软件系统设计

本文在内弹道雷达测速的具体工程应用背景下,针对频率测量中时域法测量精度低和时-频域法处理计算量大的缺点,提出了一种功率谱估计和频域测频相结合的频率测量方法.借助虚拟仪器良好的人机界面和强大的信号处理功能,分别对其前面板和框图程序进行设计,构建了包括信号产生模块、功率谱估计模块、频率测量模块和结果显示模块四部分的测频软件系统.利用该软件系统进行信号的测频仿真,可以得出根据不同的应用条件,选择不同的功率谱估计和频率测量方法的组合,能有效地提高频率测量精度.     

基于最小二乘法和时频原子变换的谐波/间谐波测量算法

提出了最小二乘法与时频原子变换相结合的谐波/间谐波测量方法。应用最小二乘法对整个测量频段扫频,获取谐波/间谐波分量的个数和大致频率。依次对各个分量跟踪配置时频原子变换对应的带通滤波器,精确测量其频率和幅值。时频原子变换是具有自适应复带通滤波特性的新型时频分析方法,其频窗宽度与频窗中心相互解耦,可以灵活调整而不受窗函数中心频率的限制。通过构造频窗互不交叉的复带通滤波器来抑制频率邻近分量之间的干扰,同时能在非同步采样条件下抑制基波频率波动对测量精度的影响。仿真结果表明该方法具有测量精度高、计算量小、抗噪性能好等优点。     

基于软件锁相环的测频方法研究

为了提高连续波信号频率测量的精度,本文根据虚拟无线电技术的特点和发展趋势,研究了软件锁相环的数学模型,提出了利用软件锁相环提高频率测量精度的方法。分析了不同参数对软件锁相环测频精度的影响,得出不同情况下参数设定的基本准则。通过计算机软件仿真,进一步验证了在加性高斯白噪声信道下,针对3种常见特征的信号,软件锁相环具有较高的测频精度和较好的抗干扰性能,可以满足无线电监测领域对于连续波信号的高精度测频的要求。     

10 kV两段母线电压相角差原因分析

采用矢量分析和现场试验相结合的方法解释了一座220 kV变电站两段10 kV母线电压相角为何互差60°的问题.     

基于CPLD的交流电动机缺相错相保护器

介绍了三相交流电源的相序检测技术以及交流电动机缺相错相保护器的原理。给出了完整的系统硬件电路图并分析了电路的工作原理,给出了CPLD的VHDL语言源程序。实现了三相交流电动机高效、安全可靠地运行。     

填充计数式相位测量分析与实现

填充计数式相位测量是相位测量中常用的一种测量方法,其测量精度除与被测信号的取样通道、幅值和频率有关外,还与计数脉冲的频率有关,文中详细地分析了被测信号的频率和计数脉冲的频率与测量精度之间的关系。并介绍一种高精度、宽频率范围的相位表的关键设计。     

新型10kV高电压相位测量仪

文中介绍高压核相仪的基本原理，并通过电子电路设计，使核相仪具有声、光提示功能。     

一种UPS逆变输出相位控制策略

UPS逆变输出与电网同步性是衡量UPS的一个重要指标。探讨一种UPS逆变输出相位反馈控制策略,通过软件锁相获取电网相位,作为逆变输出相位基准,再经反馈控制使逆变输出相位精确跟踪基准相位。在理论分析基础上设计了逆变器输出相位反馈控制的补偿网络,并在三电平UPS逆变器平台上对该控制方法进行验证,结果表明该方法能够实现逆变输出与电网同步。     

锁相环中鉴相器的设计与仿真

根据软件无线电技术的特点和锁相环的基本原理,对常用的3种鉴相方法原理进行了分析与总结.将3种鉴相法分别应用到Costas环中,通过MATLAB在不同信噪比下对锁相环进行仿真,并从锁相精度和速度2个方面对锁相环的性能进行比较.仿真结果表明在相同的信噪比下,采用了不同鉴相法的锁相环表现不尽相同,这说明在一定条件下锁相环中鉴...     

DDS分相存储相位累加器的资源优化技术研究

分相存储技术是近年来提出的一种利用物理存储资源换取系统工作速度提高的技术,采用该技术的DDS往往消耗大量的逻辑资源。针对DDS分相存储技术在实际应用中消耗过多资源的问题,从逻辑层面出发,分析了该结构实际应用的难点,提出了一种串联型多相相位累加器结构以弥补分相存储技术在实际应用方面的不足。以四相存储相位累加器的优化为例,通过对比优化前后逻辑资源的占用比例,证明在不影响性能的前提下该优化结构有助于降低19.6%组合逻辑资源开销。最后成功地将该优化结构应用于500MSPS波形合成,验证了它的实用价值。     

电压不平衡条件下改进型锁相环的设计与实现

针对基于d-q变换的锁相环在电压不平衡和畸变时动态过程较差的不足,提出一种基于d-q变换的改进型锁相环模型,能有效提取正序电压分量,消除电压不平衡的影响,并具有较强的谐波抑制能力。在PSCAD/EMTDC环境下的仿真研究和基于单片机C8051F410实验系统的实验研究结果验证了所提方法的正确性和可行性。     

A study on adaptive noise canceller using linear phase filter

In this paper, we propose a new adaptive noise canceller using a linear phase filter. The linear model in which an arbitrary signal is defined by the output signal of a linear system at the white signal input is used. The noise is suppressed by the estimated linear system and the signal‐to‐noise ratio is improved. At this point, to minimize the distortion of the signal due to the nonlinearity of the phase shift, the linear phase filter has been newly introduced. The transfer function of the linear system is an arbitrary minimum phase rational transfer function that has poles and zeros. It has the feature of not being specified for all pole models. The adaptive algorithm is a gradient‐based algorithm with few computational complexities. The features of the proposed adaptive noise canceller are that the inverse filter of the adaptive filter is stable, the convergence of the algorithm is guaranteed, the distortion of the signal is minimal, and there is no restriction on the transfer function of the linear system. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 178(1): 50–55, 2012; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21116     

四相输电方式研究

概括分析了四相输电系统的优势，介绍了三相变四相变压器接线原理及电磁关系。得出三相变四相变压器在原理上是正确的、工艺上是可行的结论。