磁性参数测试中有关失真波形电压测量方法的研究

介绍了符合有关国际标准、数字与模拟技术相结合的、性能 /价格比较高的多功能磁性参数自动测试系统 .由于磁化曲线的非线性 ,系统中运用真有效值方法测量失真高频信号的有效值 ,在中速 A/ D转换的基础上利用内插采样技术等效提高数字化速率的方法测量失真波形的峰值和平均值 .文中阐述了磁性参数的测试方法、系统结构、失真波形电压的测量方案以及实验结果     

高精度音频信号分析仪

本设计综合运用了DDS、集成混频器、窄带滤波器以及有效值检波等现代集成器件,采用外差原理完成了音频信号分析仪的设计。以凌阳单片机为核心控制器件,通过对AD9850DDS芯片输送控制字,使其生成一定步进频率的本机振荡信号,送入AD835集成混频器与输入信号混频,经窄带滤波器MAX297滤波,取出各个频点的值,通过有效值测量电路测出各个频率分量的有效值,再经过A/D高速采样后送入单片机处理,最后送液晶显示。扫描步进频率多档可调;频率分辨率达10 Hz;频率测量范围0.03Hz～29KHz;并可完成输入信号周期性判断及失真度的精确测量;用户可根据需要设定显示频谱的中心频率和带宽。     

基于均匀相位采样提高阻抗谱测量精度的研究

周期性信号采样中,等效采样利用较低采样频率的A/D转换实现高频周期信号的采集,一定程度上弥补欠采样测量精度低的缺陷。本文提出一种基于等效采样思想的均匀相位采样的阻抗谱测量方法,有效地提高高频测量中阻抗谱测量精度与稳定性。在利用单片机共时钟基准的DAC与ADC模块,在完成激励信号产生、输入输出信号同步采集的基础上,合理设计激励信号频率、采集频率与信号重构方法,实现高频信号单周期内均匀相位分布的等效高频采样,同时为克服常规A/D转换速度条件下难以准确实现高频阻抗谱测量的问题提供了新思路。从误差假设与拟合算法的角度,理论上分析证明了该方法降低误差的原因;并通过两种等效电路模型的阻抗谱测量对比实验,表明该方法在所设计的20k-100kHz高频段上,阻抗测量精度与稳定性得到了显著的提高。     

交流信号真有效值数字测量方法

提出了一种新的交流信号真有效值数字测量方法.交流信号被逐个周波地采样,而不必满足采样频率必须等于交流信号频率的整数倍或有理分数倍这一条件.通过程序先找出信号基频、采样点与过零点间的时段长,然后算出各周波的真有效值.分析表明在周波内测量点数为128时测量误差约为1×10-6,且随测量点数的增大而进一步减小.该方法提供了一种新的真有效值测量手段,具有测量过程简化、响应时间减少、可输出每个周波的真有效值等优点.     

真峰值功率计设计

本文主要着眼于峰值功率测量的原理,对其中的采样/保持及A/D转换等关键技术也做了详细介绍的一种真峰值功率计设计方案.被测信号为脉冲调制信号.     

任意信号波形真有效值检测算法研究

在电力系统和工业企业配电系统中电参数测量中,真有效值是一种最重要、最常用的电参数。传统基于逐步积分法的真有效值测量方法存在着采样频率高、频谱泄漏等问题,提出一种基于傅里叶变换的真有效值算法,克服了逐步积分法的缺点,而且借助FFT快速傅里叶芯片,可以容易减少运算工作量,从而为高频信号的真效值测量作下了基础。     

相位差测量系统的硬件电路

为精确测量两个同频率信号的相位差,设计一种基于DSP的相位差测量系统。该系统采用DSP2812作为测量的主控芯片,其内部集成有捕获单元和A/D模块;运用信道交换技术和降频技术,消除通道带来的附加相移,并将高频信号转化为低频信号以便于测量。测试结果表明,两路输入信号相同时,输入信号频率过大或是过小,测量频率和相位的精度均会明显降低,幅值精度变化不大;两路输入信号峰值、频率相同,相位可变时,信号频率增加或信号幅值过小,系统的测量精度均会有所下降。该相位差测量系统能够实现对两路同频信号的幅值、频率和相位差的精确测量,且可以进一步扩展以实现对多路信号相位差的测量。     

相干测风激光雷达带通采样方法的仿真研究

根据相干测风雷达回波信号载频高、带宽窄的特点,尤其星载相干测风雷达回波信号数千兆赫兹,采用传统采样方式对采集卡的采样率要求很高.鉴于采集卡的采样率和分辨力互相制约,提出将带通采样引入到相干测风雷达系统.本文以1.5 μm全光纤相干测风激光雷达的实测数据作为仿真输入,经Simulink滤波、带通采样,结果表明,在对探测距离影响不大的情况下,与低通采样方式相比径向风速反演结果最大相差0.5 μm/s;数据处理的时间复杂度降低,其下降值是带通采样频率与低通采样频率的比值;但信噪比会恶化,其下降值介于1~3 dB.      

基于随机滤波的雷达信号采样和目标重建方法

受奈奎斯特采样定理的约束,传统雷达在提高分辨率和满足实时性要求时,面临高采样率、快处理速度、大存储容量等问题的挑战。压缩传感理论指出,稀疏信号可通过其一组线性测量值重建得到原信号,在获得测量值时,采样率可低于奈奎斯特采样频率。值得注意的是,当测量矩阵的元素具有随机性时,测量矩阵和稀疏化矩阵在较大概率上满足压缩传感理论的测量要求,具很强的适应性。然而,随机测量矩阵在雷达系统中很难实现。本文提出一种基于随机滤波的雷达信号采样和目标重建的方法,该方法计算效率高,只需在传统雷达系统中稍加改动即可实现。计算机仿真验证了该方法的可行性。     

基于电子开关式锁相放大器的微弱信号检测方法

在磁感应成像系统中,有用的二次磁场十分微弱,都淹没在主磁场中,因此采用微弱信号检测技术中的锁相放大器来提取。本研究以电子开关为相敏检波核心,利用相敏检波、锁相环、直流放大滤波、AD采样等电路模块,构成了精度高的模拟锁相放大器。该系统检测有效值10~1000μV频率为1kHz的正弦信号,其误差在2.6%以内;输入相同幅值频率为1.05kHz的噪声信号,其误差最大在3%以内;输入10倍幅值1.05kHz的噪声信号,对测量结果有一定影响,其误差最大8.6%。所以,基于电子开关式锁相放大器有很好的噪声抑制能力,能够在强噪声背景下提取出特定频率微弱信号。
     

基于全相位的超声信号的时延估计

针对在实际的超声波传输时间的测量中,接收波形起始点不能确定,导致脉冲计数不准的问题,提出全相位相位差时延估计方法,该方法根据全相位的“时不变特性”得到超声波信号的时延估计。首先分别对超声波正逆程信号做全相位频谱分析,根据频谱分析的结果计算出正逆程信号的相位差,再根据相位差与时间差的关系推导出时间差,得到超声波信号的时延估计。当超声波流量计的基波频率为1 Mhz,采样频率为12.5 Mhz,采样点数为507,A/D采样位数为11位时,用该算法分别求超声波大流量数据、干扰数据、静态水数据的时间差,实验结果表明,该时延估计方法能有效地减小超声波传输时间的测量误差,测量误差分别约为33 ns、44 ns、6.5 ns,比数据延拓式相关法的时间差测量精度高,从而提高超声波流量计的流量测量精度。     

基于电子开关式锁相放大器的微弱信号检测方法

在磁感应成像系统中,有用的二次磁场十分微弱,都淹没在主磁场中,因此采用微弱信号检测技术中的锁相放大器来提取。本研究以电子开关为相敏检波核心,利用相敏检波、锁相环、直流放大滤波、AD采样等电路模块,构成了精度高的模拟锁相放大器。该系统检测有效值10~1 000μV频率为1kHz的正弦信号,其误差在2.6%以内;输入相同幅值频率为1.05kHz的噪声信号,其误差最大在3%以内;输入10倍幅值1.05kHz的噪声信号,对测量结果有一定影响,其误差最大8.6%。所以,基于电子开关式锁相放大器有很好的噪声抑制能力,能够在强噪声背景下提取出特定频率微弱信号。     

基于全相位的超声波流量计时延估计

针对在实际的超声波传输时间的测量中,接收波形起始点不能确定,导致脉冲计数不准的问题,提出全相位相位差时延估计方法,根据全相位的"时不变特性"得到超声波信号的时延估计。首先分别对超声波正逆程信号做全相位频谱分析,根据频谱分析的结果计算出正逆程信号的相位差,再根据相位差与时间差的关系推导出时间差,得到超声波信号的时延估计。当超声波流量计的基波频率为1 MHz,采样频率为12. 5 MHz,采样点数为507,A/D采样位数为11位时,用该算法分别求超声波大流量数据、干扰数据、静态水数据的时间差,实验结果表明,该时延估计方法能有效地减小超声波传输时间的测量误差,测量误差分别约为33、44、6. 5 ns,比数据延拓式相关法的时间差测量精度高,从而提高超声波流量计的流量测量精度。     

浅析高速数据采集卡在雷达信号采集和分析中的使用情况

随着科技在不断的发展,电力事业也在高速的发展,在当今数据采集信息的时代中,数据采集速率也得到了飞速发展,采用的A/D采样率已经达到了10GS/s,并且通过了A/D采样在中频对雷达进行信号的安全处理,本文主要对PCI总线技术的数据采集卡,在雷达回波信号的采集和储存中进行详细的分析,全面了解了使用状况.     

基于FPGA和ARM的高速数据采集系统设计

数据采集是完成信号分析、信息处理的必要前提。能够对高速数据精确采集、信号实时处理,在现场测控系统中起到至关重要的作用。文章介绍了采用FPGA控制高精度高采样率的A/D电路对高频信号实时采集,以ARM处理器做为数据远程传输的控制器,通过DM9000实现高速数据网络传输,将数据存储在远程PC端。通过实验测试表明,该高速数据采集远程实时存储系统可以稳定的采集各类高频信号,能够广泛应用于多种现场测控系统,具有极大的应用价值。     

基于IIR低通滤波器的快速正弦电压有效值新算法

针对Vehicle to Grid充电系统,在比较全周期采样法、导数法以及迭代法求正弦电压有效值的基础上,提出基于IIR低通滤波器的快速计算正弦电压有效值的新方法.该算法对一个电压采样值进行平方计算,得到一个含有直流分量的交流信号,随后对该信号进行IIR低通滤波,滤除直流以外的一切交流信号,得到直流分量,即电压最大值的平方的一半,亦即电压有效值的平方,从而得到电压有效值.这一过程可以保证滤波后得到的直流分量不含有任何高频信号,并且,只需一个电压采样值就可以计算得出电压有效值,相对于前3种方法更加快速、便捷,具有更强的抗扰能力.利用Matlab/Simulink建立Vehicle to Grid充电系统模型,运用新算法求电压有效值,结果达到预期效果.     

一种改进S变换的微电网谐波/间谐波检测方法

为了快速、准确地检测出微电网中的谐波/间谐波,以便采取措施对其治理,减小其危害,文中提出了一种改进S变换的谐波/间谐波检测方法。该方法是在S变换的高斯窗函数中引入参数q,并对谐波/简谐波的信号进行S变换,得到含参数q的时频二维复矩阵,取其幅值矩阵中每一个时间采样点最大幅值构成信号随频率变化的最大频谱幅值曲线,则曲线上峰值点的个数即为谐波种类数,峰值点对应的频率即为谐波频率。通过采用最小二乘法计算出实际值与理论值的最小误差可确定参数q的最优取值范围,将该q值作为最终高斯窗指数中引入的q值即得到改进S变换。将改进S变换用于谐波、间谐波检测,并与原始S变换的结果进行了比较,结果表明,改进S变换能够准确获取谐波/间谐波的幅频信息,具有检测精度高、适应能力强、抗噪声性能好等优点。     

数字滤波技术在管式加热炉烟气检测分析系统中的应用

数字滤波是通过软件程序对信号进行处理,以消除或减少干扰提取有用信号的方法,在计算机控制系统中有着广泛的应用.本文针对石化管式加热炉烟气检测分析系统中,由于现场干扰源较多环境恶劣所导致的A/D采样数据值波动过大的问题,通过对几种典型数字滤波算法的分析和比较,利用复合数字滤波算法,采用单片机C51语言进行软件编程,对烟气成分检测信号进行处理,经实验表明能够实现对噪声和干扰的有效抑制,达到了准确测量,减小虚假信息的目的,解决了A/D采样数据采集值波动过大的问题,验证了所采用的数字滤波算法的有效性.     

时域合成单词报讯模块的研制

在许多自动化系统中,人们不仅需要用文字来显示信息,而且希望把这种信息用语言直接输出.用语言输出测量结果,会使人们感到十分方便,而且能提高效率和准确性,目前,语音合成主要有两种方式,即频域和时域两种.时域法即是对语音信号直接采样,通过A/D转换把采样值存人存贮器,然后按照输出语言的需要,适当地选取各种样本存贮,通过D/A变换来重建时域信号,则语音就被放出来了.存贮数据量的多少,取决于采样速率及量化的级数,总的来说数据量是很大的.频域法则是对语音信号进行频域变换后,再进行A/D采样存贮,经D/A转换放音,由于经过变换后的信号变化缓慢.所以数据率较低,存贮器需要量少.然而当合成单词数较少时,使用时域法将是最为有效,也是最省时间的方法.因此,作者针对现有语音电路情况,采用时域合成单词法,即满足了单词量不大的仪器仪表报讯需要,而且电路设计简单,具有新颖实用的特点.其基本原理是将所要录的语音进行译码,变成数字信号后,送入语音分配控制电路,该电路发出一控制信号,控制语音放音电路,使得语音放音电路能够正确地从语音存贮器中取出有用的语音并放出来,而对于无用的语音,则语音放音电路被控制信号屏蔽并进行快速检索.这样做是由人的耳杂的特点决定的,只有对语音按一般速度放音人才能听到声音.进     

频率均匀随机波动信号采样方式对谱分析的影响

采用等时隙和等位置(相位)两种采样方法,对具有频率均匀随机波动的简单正弦信号进行了谱分析仿真对比.研究结果发现:采用等位置采样方法整周期采样,频率随机波动的大小不会产生谱分析误差;采用等时隙采样方法,频率随机波动的大小则会严重影响谱分析的结果.当频率随机波动水平较小时,会导致谱峰值的降低,当频率随机波动水平较大时,不仅会导致谱峰值的显著降低,而且会引起谱线漂移和许多虚假的谱线;通过提高等时隙采样方法的采样率,可以减小谱分析的误差.