专利名称：一种频率跟踪交流采样方法
技术领域：
本发明涉及ー种频率跟踪交流采样方法。
背景技术：
对正弦型模拟信号的分析通常通过交流采样，再对采样数据进行傅里叶变换以及均方根等算法，计算模拟信号的谐波幅值相位和有效值等參数。但这要求交流采样时取一个整周期的数据进行计算，否则产生误差。正弦交流电在任何I个周期内采用积分方法可求得电压、电流和功率參数[2]，且三者计算方法基本相同，所以本文以电压为例，其积分公式为 I I / 27! +#.
Ij = \( —----I] dttif (I )
￥ 2 Ji J #:
式中U为电压有效值；Um为电压幅值；ω为角频率；Θ O为电压初相角。如果所求电压包含整数次谐波，则只要在式(I)的积分变量中加入谐波分量。计算结果就将包含谐波值。在实际交流采样计算中用均方根法代替式(I)求电压有效值.均方根法公式为
U= V音 Σ ■ (2)
式中Un=Umsin( Θ 0+nTs) ；n为姆周期采样点数；Ts为采样周期。上式可变换为
I SmH0o+nZ)(3)
当采样频率不变，信号频率发生变化时，使用式(2)计算会产生误差。若电压频率为f，采样频率为fs，每周期的采样点数为fs/f=N+ m/M, 0〈m/M〈l，不是ー个整数，则用均方根法计算电压时，式(2)应该改为
t/ =Tlii) ⑷
式中un为最后I个采样点电压值；Am / M为un所占采样点数的比例。在实际计算时，小数Am / M很难參与计算，N+Am / M只能取为整数N或者N+1，若四舍五入取米样点时，则最大会相差O. 5个点。将式(4)改写为
-がWm7, (1:6,4.) (5)
假设Λ m / M〈0. 5，采样点数取N，则
Γ2= j, Σ ui(6)近似代替U2，相对误差为
权利要求
1.ー种频率跟踪交流采样方法，其特征在于以下步骤 (1)过零点的检测对于正弦型模拟量信号，其值总是围绕零值上下周期性变化，每ー个周期将经历一次由负到正和由正到负的变化，两次由负到正的变化点的时间差及为信号的周期，程序中通过2次采样的值由负(或零)到正的改变记为过零点； (2)采样周期的调整(频率跟踪)如果每个周期采样N个点，我们把采样点序号记为O, I, 2，3......N-2, N-Io
全文摘要
本发明公开一种频率跟踪交流采样方法，(1)过零点的检测对于正弦型模拟量信号，其值总是围绕零值上下周期性变化，每一个周期将经历一次由负到正和由正到负的变化，两次由负到正的变化点的时间差及为信号的周期，程序中通过2次采样的值由负(或零)到正的改变记为过零点；(2)采样周期的调整(频率跟踪)如果每个周期采样N个点，我们把采样点序号记为0,1,2,3……N-2,N-1，交流采样无处不在，本发明不但可以省去过零检测硬件电路以及系统开销，还进一步提高采样精度。本发明代码简单可靠，占用资源极小。
文档编号G01R19/00GK102692540SQ201210073940
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者刘仕林 申请人:乐清共拓电气科技有限公司