非同步交流采样的测量与计算

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1、·电子与计算机技术·JournalofWuhanPolytechnic非同步交流采样的测量与计算许胜辉（武汉职业技术学院电子信息工程学院，湖北武汉430074）摘要：对交流（AC）信号进行同步采样，如电网电压和有功功率均方根值，为了测量计算的非同步交流信号（在文10-6[1]的部分）。提出了一种估值测量的数学表达式，它可测量非同步基频交流信号。用该方法测量的结果与高精密仪器测量的结果进行了比较。最后通过仿真实验证实了此方法的有效性和实用性。关键词：测量的不确定性；数学表达式；同步采样；交流信号；非同步；均方根（RMS）中图分类号：TM93文献标识码：A文章编号：

2、1671-931X（2011）01-0069-0369武式由文献[4]给出。汉一、引言νTa+Ti职1Vν=乙ν(t)dt（1）业在电网中，交流信号的同步采样实现了高精确测TiνTa技量与计算。在可能的情况下，当我们有修正信号是有限此有效估值，一个信号的基频函数（周期fT=1/f）对术的，当有足够的处理时间和必要的重新计算能力。MN采样（N个采样每周期在M周期上）由下式给出。学有效的测量方法首先要准确测量周期T和的采样MN院V赞RMS=11ΣVν2（2）学区间Ts=T/W，这里是处理信号的周期，而W是准确测量πTi姨MNν=1Sinc乙乙报所必需的[2][3]。

3、此方法适用于含有低谐波正弦信号和复T二杂的周期信号。在同步采样复杂周期信号中产生各种式中Sinc(x)=sin(x)/(x)具有统计作用，由于式（1）O误差，如变量起始时间的测量t0，此采样区间发生器的是传递函数的采样的频域。交流电压有效值估计使用一误差，它取决于采样和初始阶段，由于电路的信号延迟（2）或采用的离散傅立叶变换（DFT）和快速傅立叶变换一和初始阶段的造成的。（FFT）求出。年第使用文献[2][3]的原理计算电压的有效值，由式（2）确上述方法，从理论上获得离散采样区间与实验估十值不匹配。因此，进一步分析下所设计的前提条件和基定。这实际相当于求有功的方

4、法，其上述方法唯一的区卷于文献[2][3]的结论，在采样频率不符合实际的基频信号别是，提取的平方根获得最后的值是不必要的。在采样第时电压信号过零转换首次发现有误差，见文献[5]。为了一时，应当考虑灵敏度。测量时，由于同步采样的方法存在灵敏误差。避免由于噪声的高次谐波造成的信号误差，至少延迟期︵利用数学模型估算测量，我们用非理想信号源代两次连续过渡过程基于假设的预期频频率。这种延迟总替理想的信号源。该采样器在文献[2][3]是一个高分辨率适用于每个有效的过渡在接受连续过渡前。此时间间第的ADC采样双积分原理。假设估计基频信号误差为隔的估算总周期和信号时有用。第一个

5、和最后的转换五Δf。采样同步信号以同样的参考时钟积分时间T和采过渡，采样并把它们各自的时间记录下来，在两次转换十i期样时间T（取样时间）a。取样电压V（在时间ννTa，其中ν估值即在两段过零转换时最适合采样。第一频率估值︶是一个整数）的ADC的平均电压信号ν(t)与Ti的表达与时间间隔的周期成正比。收稿日期：2010-12-25作者简介：许胜辉（1966-），男，湖北鄂州人，武汉职业技术学院电子信息工程学院实训中心主任，副教授，研究方向：自动控制技术。电子与计算机技术ElectronicandComputerTechnology计算非理想同步的信号要用到文献[2

6、]建议的程序。2πα(W-1)cossin(2πα)计算的此信号程序在文献[6]中具有广泛公认的最好的ΔB=-cos4πft0W+122πα程序。在某些测量不确定计算中，我们用模拟装置（文sinW献[7]中）的方法来进行复杂的算法估值。2πα(W-1)许sinsin(2πα)sin4πft0W二、非理想同步信号采样误差胜22παsinW辉我们只考虑到不确定性所造成的Δf非理想同步：1的基本信号，若被处理的电压信号的形式为：=-sin(2πα)(cos(4πft0+2φ)cos(2πα)+sin2非ν(t)=Vsin(2πft+φ)（3）2παcos同其中f代表频

7、率的基本电压谐波；V是其振幅；1W(4πft0+2φ)cos(2πα))-sin(2πα)(cos(4πft0+2φ)·ω=2πf角频率；φ是相位角。如果我们使用的方法[2]，[3]计22πα步sinW算是建立有效值等距离采样，从最初的时间分离，然而交[2][3][8]cos(2πα)-sin(4πft0+2φ)sin(2πα))（9）须符合的同步采样和的条件。，我们采取处理后，我流当相位角φ=0，有们确定的时间表达式为：采W-1t=t+j1（4）A=Σsin2t2πft0+2πjt样j01WfWj=0W-1的这里，简化公式（3），并建立的RMS值观察电压信14

8、πjW=Σt1-cost