專利名稱：一種頻率跟蹤交流采樣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種頻率跟蹤交流采樣方法。
背景技術(shù)：
對正弦型模擬信號的分析通常通過交流采樣，再對采樣數(shù)據(jù)進行傅里葉變換以及均方根等算法，計算模擬信號的諧波幅值相位和有效值等參數(shù)。但這要求交流采樣時取一個整周期的數(shù)據(jù)進行計算，否則產(chǎn)生誤差。正弦交流電在任何I個周期內(nèi)采用積分方法可求得電壓、電流和功率參數(shù)[2]，且三者計算方法基本相同，所以本文以電壓為例，其積分公式為 I I / 27! +#.
Ij = \( —----I] dttif (I )
￥ 2 Ji J #:
式中U為電壓有效值；Um為電壓幅值；ω為角頻率；Θ O為電壓初相角。如果所求電壓包含整數(shù)次諧波，則只要在式(I)的積分變量中加入諧波分量。計算結(jié)果就將包含諧波值。在實際交流采樣計算中用均方根法代替式(I)求電壓有效值.均方根法公式為
U= V音 Σ ■ (2)
式中Un=Umsin( Θ 0+nTs) ；n為姆周期采樣點數(shù)；Ts為采樣周期。上式可變換為
I SmH0o+nZ)(3)
當采樣頻率不變，信號頻率發(fā)生變化時，使用式(2)計算會產(chǎn)生誤差。若電壓頻率為f，采樣頻率為fs，每周期的采樣點數(shù)為fs/f=N+ m/M, 0〈m/M〈l，不是ー個整數(shù)，則用均方根法計算電壓時，式(2)應(yīng)該改為
t/ =Tlii) ⑷
式中un為最后I個采樣點電壓值；Am / M為un所占采樣點數(shù)的比例。在實際計算時，小數(shù)Am / M很難參與計算，N+Am / M只能取為整數(shù)N或者N+1，若四舍五入取米樣點時，則最大會相差O. 5個點。將式(4)改寫為
-がWm7, (1:6,4.) (5)
假設(shè)Λ m / M〈0. 5，采樣點數(shù)取N，則
Γ2= j, Σ ui(6)近似代替U2，相對誤差為
權(quán)利要求
1.ー種頻率跟蹤交流采樣方法，其特征在于以下步驟 (1)過零點的檢測對于正弦型模擬量信號，其值總是圍繞零值上下周期性變化，每ー個周期將經(jīng)歷一次由負到正和由正到負的變化，兩次由負到正的變化點的時間差及為信號的周期，程序中通過2次采樣的值由負(或零)到正的改變記為過零點； (2)采樣周期的調(diào)整(頻率跟蹤)如果每個周期采樣N個點，我們把采樣點序號記為O, I, 2，3......N-2, N-Io
全文摘要
本發(fā)明公開一種頻率跟蹤交流采樣方法，(1)過零點的檢測對于正弦型模擬量信號，其值總是圍繞零值上下周期性變化，每一個周期將經(jīng)歷一次由負到正和由正到負的變化，兩次由負到正的變化點的時間差及為信號的周期，程序中通過2次采樣的值由負(或零)到正的改變記為過零點；(2)采樣周期的調(diào)整(頻率跟蹤)如果每個周期采樣N個點，我們把采樣點序號記為0,1,2,3……N-2,N-1，交流采樣無處不在，本發(fā)明不但可以省去過零檢測硬件電路以及系統(tǒng)開銷，還進一步提高采樣精度。本發(fā)明代碼簡單可靠，占用資源極小。
文檔編號G01R19/00GK102692540SQ201210073940
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者劉仕林 申請人:樂清共拓電氣科技有限公司