[發明專利]低頻信號頻率測量方法和裝置

有效

• 申請號: 201410407792.4
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104198811B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 李軍;萬文軍
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 周清華,崔春

技術領域

本發明涉及頻率測量技術領域，特別是涉及一種低頻信號頻率測量方法和裝置。

背景技術

電力科學研究、高精度電力儀器的校準、大量新技術在電力系統的應用對信號頻率特別是低頻率測量精度的要求越來越高。電網運行額定工頻為50Hz(赫茲)，屬于較低的頻率。從控制的角度看，10mHz(毫赫茲)的頻率測量精度也許是足夠的。但在一些新技術應用上，需要有高精度的頻率參考，則10mHz的頻率測量精度遠遠不夠。因而針對低頻率信號的高精度頻率測量對電力系統有特別重要的意義。

隨著高精度頻率測量技術的發展，實現頻率測量的精度也越來越高，但很多高精度的頻率測量技術是針對高頻信號的，并不適合較低頻率的測量。測量低頻信號頻率的通常方法是零交法(zero-crossing?algorithm)。該方法通過檢測信號波形的過零點，利用1個或數個周期過零點的時間間隔來推算出此段波形的頻率。然而研究結果表明，在有噪聲干擾情況下，零交法測量出的頻率值不是很精確。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種測量精度較高的低頻信號頻率測量方法和裝置。

一種低頻信號頻率測量方法，包括步驟：

獲取預設數據長度的頻率測量信號；

測量所述頻率測量信號的頻率，得到初次頻率測量值，并將所述初次頻率測量值作為點頻濾波的當前點頻率；

對所述頻率測量信號進行點頻濾波，得到點頻濾波信號，并將點頻濾波的次數加1；

測量所述點頻濾波信號的頻率，得到輸出信號頻率值，根據所述輸出信號頻率值與所述當前點頻率的差值確定所述頻率測量信號的頻率測量值；

若所述頻率測量值與所述當前點頻率的差值小于預設誤差值，或所述次數等于預設循環數，輸出所述頻率測量值；否則將所述頻率測量值作為新的當前點頻率，返回對所述頻率測量信號進行點頻濾波的步驟。

一種低頻信號頻率測量裝置，包括：

頻率測量信號獲取模塊，用于獲取預設數據長度的頻率測量信號；

頻率測量模塊，用于測量所述頻率測量信號的頻率，得到初次頻率測量值，并將所述初次頻率測量值作為點頻濾波的當前點頻率；

點頻濾波信號生成模塊，用于對所述頻率測量信號進行點頻濾波，得到點頻濾波信號，并將點頻濾波的次數加1；

頻率測量值確定模塊，用于測量所述點頻濾波信號的頻率，得到輸出信號頻率值，根據所述輸出信號頻率值與所述當前點頻率的差值確定所述頻率測量信號的頻率測量值；

頻率輸出模塊，用于在所述頻率測量值與所述當前點頻率的差值小于預設誤差值時，或所述次數等于預設循環數時，輸出所述頻率測量值；否則將所述頻率測量值作為新的當前點頻率。

本發明通過對頻率測量信號進行點頻濾波，得到點頻濾波信號，測量的點頻濾波信號的頻率不隨連續激勵時間變化，可有效消除減少噪聲干擾的影響。點頻濾波信號的頻率成分單一，將頻率測量值與點頻率的差值與預設誤差值進行比較，將點頻濾波的次數與預設循環數比較，若差值小于預設誤差值或次數等于預設循環次數，則得到輸入信號的精確頻率值，否則循環進行點頻濾波、頻率測量及比較的過程，直至得到輸入信號的精確頻率值。本發明對低頻信號具有很高的頻率測量精度和穩定性，在電力科學研究、低頻率范圍儀器的校準、電網主要參數的測量上具有重要的實際應用價值。

附圖說明

圖1為本發明方法實施方式一的流程示意圖；

圖2為本發明步驟S130實施例的流程示意圖；

圖3為本發明具體實施例的應用效果示意圖；

圖4為本發明裝置實施例的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖以具體實施方式的形式對本發明低頻信號頻率測量方法作進一步地詳細描述。

實施方式一

如圖1所示，一種低頻信號頻率測量方法，包括步驟：

S110、獲取預設數據長度的頻率測量信號；

時間長度在離散域表述為數據長度，不同系統頻率測量的預設數據長度也不同。可以根據數據采樣頻率、頻率測量的信號時間長度，采用公式：數據采樣頻率×信號時間長度確定預設數據長度，例如電網頻率實時測量的信號時間長度通常取0.2s(秒)，則預設數據長度＝數據采樣頻率×0.2s。

在預設數據長度條件下，將過程連續的輸入信號轉換為離散的數據序列存儲，按數據序列的先后順序輸出頻率測量信號。