[發明專利]電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置

有效

• 申請號: 201610096853.9
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN107104674B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 尹汝潑
• 申請（專利權）人: 上海貝嶺股份有限公司
• 主分類號: H03M3/00
• 分類號: H03M3/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;羅朗

1.一種電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置，其特征在于，包括波形處理模塊、信號補償模塊及噪聲功率估計模塊；

所述波形處理模塊用于采樣模擬信號，并將所述模擬信號轉換為第一數字信號并輸出至所述噪聲功率估計模塊；

所述噪聲功率估計模塊用于將所述第一數字信號轉換為第二數字信號并輸出至所述信號補償模塊；

所述信號補償模塊用于對所述第二數字信號中的信號分量進行同步跟蹤和反相補償，以生成第三數字信號并輸出至所述噪聲功率估計模塊；

所述信號補償模塊包括參考波形緩存器、過零點同步器、幅值估計模塊、增益乘法器及反相補償器；

所述參考波形緩存器用于緩存理想工頻同步信號采樣數據并輸出至所述過零點同步器；

所述過零點同步器用于接收所述第二數字信號，對所述第二數字信號檢測過零點，并根據過零點同步所述理想工頻同步信號采樣數據并輸出至所述增益乘法器；

所述幅值估計模塊用于對所述第二數字信號中的信號分量進行幅值估計并將幅值估計值輸出至所述增益乘法器；

所述增益乘法器用于調整所述理想工頻同步信號采樣數據的增益，以將所述理想工頻同步信號采樣數據的增益設置為所述幅值估計值；

所述反相補償器用于降低所述第二數字信號中包含的理想信號分量，并將剩余的信號分量作為所述第三數字信號輸出至所述噪聲功率估計模塊；

所述噪聲功率估計模塊還用于根據所述第三數字信號估計計量噪聲的平均功率。

2.如權利要求1所述的噪聲功率估計裝置，其特征在于，所述波形處理模塊包括依次連接的增益放大器、模數轉換器、高通濾波器及增益補償器；

所述增益放大器用于將所述模擬信號縮放至所述模數轉換器的線性工作區間，并輸出至所述模數轉換器；

所述模數轉換器用于將所述模擬信號轉換為第一精度數字信號，并將所述第一精度數字信號轉換為精度更高的第二精度數字信號后輸出至所述高通濾波器；

所述高通濾波器用于濾除所述第二精度數字信號中的直流分量后輸出至所述增益補償器；

所述增益補償器用于對所述第二精度數字信號進行全局增益校正，并生成所述第一數字信號。

3.如權利要求1所述的噪聲功率估計裝置，其特征在于，所述模擬信號包括模擬電流信號及模擬電壓信號，所述第一數字信號包括第一數字電流信號及第一數字電壓信號。

4.如權利要求1所述的噪聲功率估計裝置，其特征在于，所述噪聲功率估計模塊包括低通濾波器及信號抽取器；

所述低通濾波器用于濾除所述第一數字信號中的高頻分量，以生成低通濾波信號并輸出至所述信號抽取器；

所述信號抽取器用于按照一采樣周期對所述低通濾波信號進行抽取，并將抽取后的信號作為所述第二數字信號。

5.如權利要求4所述的噪聲功率估計裝置，其特征在于，所述噪聲功率估計模塊還包括零相位陷波器、噪聲計量乘法器、取直流濾波器及偏置補償器；

所述零相位陷波器用于接收所述第三數字信號，并去除所述第三數字信號中的電流信號的工頻信號分量，提取所述電流信號中的噪聲分量并輸出至所述噪聲計量乘法器；

所述噪聲計量乘法器用于對所述電流信號中的噪聲分量與所述信號抽取器抽取的信號中的電壓信號進行運算，以得到噪聲瞬時功率值并輸出至所述取直流濾波器；

所述取直流濾波器用于濾除所述噪聲瞬時功率值中的高頻波動分量，以生成噪聲平均功率值并輸出至所述偏置補償器；

所述偏置補償器用于調整所述噪聲平均功率值中的直流分量，并將調整結果作為計量噪聲的平均功率的最終估計值。

6.如權利要求4所述的噪聲功率估計裝置，其特征在于，所述低通濾波器的截止頻率低于100Hz且高于50Hz。