[發(fā)明專利]一種無限脈沖響應(yīng)的高精度瞬時(shí)信號(hào)檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510010947.5
• 申請日: 2015-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN104502676B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張應(yīng)騰;徐斌;張念東;劉巖
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海派諾科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/04
• 分類號(hào): G01R19/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種信號(hào)檢測方法，具體說涉及一種無限脈沖響應(yīng)(IIR)的信號(hào)檢測方法。

背景技術(shù)

在電能質(zhì)量分析中，有很多常見的電能質(zhì)量事件需要監(jiān)控，包括沖擊瞬態(tài)、震蕩瞬態(tài)、電壓波形缺口等。其中瞬態(tài)現(xiàn)象的特征是，上沖幅度范圍廣（0-8KV），持續(xù)時(shí)間范圍快（50ns-50ms），這要求測量設(shè)備具有高速的采樣率及高速高精度的運(yùn)算能力。現(xiàn)有的檢測方法包括包絡(luò)線法，方均根值法，峰值檢測法，滾動(dòng)窗口法，斜率測定法，而上述這些方法都只對特定種類的瞬態(tài)信號(hào)有效，適用范圍不寬，精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在用提供更便捷的檢測方法，用于測量多類別的瞬態(tài)信號(hào)，并提高測量時(shí)間及幅值精度。

本發(fā)明提出的一種無限脈沖響應(yīng)(IIR)的瞬時(shí)信號(hào)檢測方法，主要包括以下步驟：

第一步，對設(shè)備的被測瞬時(shí)信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生測量原始信號(hào)；

第二步，按照那奎斯特定律設(shè)定采樣率fs，對測量原始信號(hào)進(jìn)行采樣，產(chǎn)生量化信號(hào)；

第三步，設(shè)計(jì)無限脈沖響應(yīng)濾波器的參數(shù)，構(gòu)造無限脈沖響應(yīng)濾波器；

第四步，利用無限脈沖響應(yīng)濾波器對量化信號(hào)進(jìn)行濾波，產(chǎn)生濾波信號(hào)；

第五步，預(yù)先根據(jù)所述測量原始信號(hào)的瞬態(tài)幅值響應(yīng)范圍設(shè)定下限值，將所述濾波信號(hào)與下限值進(jìn)行比較，計(jì)算濾波信號(hào)超過下限值的持續(xù)時(shí)間，并通過對濾波信號(hào)的逐點(diǎn)比較，獲得其最高幅值，然后通過比例換算計(jì)算出被測瞬時(shí)信號(hào)的最高瞬時(shí)電壓。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中無限脈沖響應(yīng)(IIR)的瞬時(shí)信號(hào)檢測方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明的無限脈沖響應(yīng)(IIR)的瞬時(shí)信號(hào)檢測方法的進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，第一步，對設(shè)備的被測瞬時(shí)信號(hào)進(jìn)行處理，包括放大，縮小，阻抗匹配，濾波等，以使被測瞬時(shí)信號(hào)達(dá)到一個(gè)合適可用的范圍，從而產(chǎn)生測量原始信號(hào)。

第二步，在產(chǎn)生測量原始信號(hào)后，按照那奎斯特定律設(shè)定采樣率fs，對測量原始信號(hào)進(jìn)行采樣，產(chǎn)生量化信號(hào)。并將產(chǎn)生的量化信號(hào)存入長度為IIR_LENGTH的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM1中，同時(shí)將開始采樣時(shí)間Ts保存到timeStart寄存器中。

第三步，設(shè)計(jì)無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器的參數(shù)，構(gòu)造無限脈沖響應(yīng)濾波器。IIR濾波器是一種數(shù)字濾波器，其包含帶通、帶阻等子類型，在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際情況，確定IIR濾波器的子類型。并且，IIR濾波器參數(shù)一旦確定，IIR濾波器就被唯一確定。

在本發(fā)明中，首先，設(shè)計(jì)IIR濾波器參數(shù)1。包括設(shè)計(jì)20Hz~20MHz的帶通濾波器，并根據(jù)處理器的實(shí)際運(yùn)算能力，確定IIR帶通濾波器階數(shù)，，獲取IIR帶通濾波器參數(shù)；

其次，設(shè)計(jì)IIR濾波器參數(shù)2。包括設(shè)計(jì)50Hz的帶阻濾波器，并根據(jù)處理器的實(shí)際運(yùn)算能力，確定IIR帶阻濾波器階數(shù)，，并獲取IIR帶阻濾波器參數(shù)。

第四步，對隨機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的量化信號(hào)用帶通濾波器進(jìn)行帶通濾波。對濾波結(jié)果用帶阻濾波器再次進(jìn)行帶阻濾波，得到信號(hào)保存到隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM_BUFFER中。

第五步，根據(jù)原始信號(hào)瞬態(tài)幅值響應(yīng)范圍，設(shè)定下限值lowlimit，將隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM_BUFFER中存儲(chǔ)的濾波信號(hào)的幅值同下限值lowlimit進(jìn)行比較，記錄濾波信號(hào)的幅值超出下限值的開始位置N與開始低于下限值的結(jié)束位置M，則可以換算出濾波信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為(M-N)/fs，通過對RAM_BUFFER中存儲(chǔ)的濾波信號(hào)自身的逐點(diǎn)比較，獲取該濾波信號(hào)的最高幅值。通過比例換算計(jì)算出被測瞬時(shí)信號(hào)的最高瞬時(shí)電壓。

該種方法可以同時(shí)測量多種瞬態(tài)信號(hào)，不需要額外的軟硬件開銷，同時(shí)保證測量的幅值及時(shí)間精度。