CN104502676A - 一种无限脉冲响应的高精度瞬时信号检测方法 - Google Patents

Abstract

一种无限脉冲响应的瞬时信号检测方法，主要包括以下步骤：第一步，对设备的被测瞬时信号进行处理，产生测量原始信号；第二步，按照那奎斯特定律设定采样率fs后，对测量原始信号进行采样，产生量化信号；第三步，设计无限脉冲响应滤波器的参数，构造无限脉冲响应滤波器；第四步，利用无限脉冲响应滤波器对量化信号进行滤波，产生滤波信号，第五步，预先根据所述原始信号的瞬态幅值响应范围设定下限值，将所述滤波信号与下限值进行比较，计算滤波信号超过下限值的持续时间；并通过对滤波信号的逐点比较，获得其最高幅值，从而完成对被测瞬时信号的检测。该方法可以同时测量多种瞬态信号，不需要额外软硬件开销，同时保证测量的幅值及时间精度。

Description

一种无限脉冲响应的高精度瞬时信号检测方法

技术领域

本发明涉及一种信号检测方法，具体说涉及一种无限脉冲响应(IIR)的信号检测方法。

背景技术

在电能质量分析中，有很多常见的电能质量事件需要监控，包括冲击瞬态、震荡瞬态、电压波形缺口等。其中瞬态现象的特征是，上冲幅度范围广（0-8KV），持续时间范围快（50ns-50ms），这要求测量设备具有高速的采样率及高速高精度的运算能力。现有的检测方法包括包络线法，方均根值法，峰值检测法，滚动窗口法，斜率测定法，而上述这些方法都只对特定种类的瞬态信号有效，适用范围不宽，精度不高。

发明内容

本发明旨在用提供更便捷的检测方法，用于测量多类别的瞬态信号，并提高测量时间及幅值精度。

本发明提出的一种无限脉冲响应(IIR)的瞬时信号检测方法，主要包括以下步骤：

第一步，对设备的被测瞬时信号进行处理，产生测量原始信号；

第二步，按照那奎斯特定律设定采样率fs，对测量原始信号进行采样，产生量化信号；

第三步，设计无限脉冲响应滤波器的参数，构造无限脉冲响应滤波器；

第四步，利用无限脉冲响应滤波器对量化信号进行滤波，产生滤波信号；

第五步，预先根据所述测量原始信号的瞬态幅值响应范围设定下限值，将所述滤波信号与下限值进行比较，计算滤波信号超过下限值的持续时间，并通过对滤波信号的逐点比较，获得其最高幅值，然后通过比例换算计算出被测瞬时信号的最高瞬时电压。

附图说明

图1为本发明中无限脉冲响应(IIR)的瞬时信号检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明的无限脉冲响应(IIR)的瞬时信号检测方法的进行详细说明。

如图1所示，第一步，对设备的被测瞬时信号进行处理，包括放大，缩小，阻抗匹配，滤波等，以使被测瞬时信号达到一个合适可用的范围，从而产生测量原始信号。

第二步，在产生测量原始信号后，按照那奎斯特定律设定采样率fs，对测量原始信号进行采样，产生量化信号。并将产生的量化信号存入长度为IIR_LENGTH的随机存储器RAM1中，同时将开始采样时间Ts保存到timeStart寄存器中。

第三步，设计无限脉冲响应(IIR)滤波器的参数，构造无限脉冲响应滤波器。IIR滤波器是一种数字滤波器，其包含带通、带阻等子类型，在实际应用中，根据实际情况，确定IIR滤波器的子类型。并且，IIR滤波器参数一旦确定，IIR滤波器就被唯一确定。

在本发明中，首先，设计IIR滤波器参数1。包括设计20Hz~20MHz的带通滤波器，并根据处理器的实际运算能力，确定IIR带通滤波器阶数，，获取IIR带通滤波器参数；

其次，设计IIR滤波器参数2。包括设计50Hz的带阻滤波器，并根据处理器的实际运算能力，确定IIR带阻滤波器阶数，，并获取IIR带阻滤波器参数。

第四步，对随机存储器中存储的量化信号用带通滤波器进行带通滤波。对滤波结果用带阻滤波器再次进行带阻滤波，得到信号保存到随机存储器RAM_BUFFER中。

第五步，根据原始信号瞬态幅值响应范围，设定下限值lowlimit，将随机存储器RAM_BUFFER中存储的滤波信号的幅值同下限值lowlimit进行比较，记录滤波信号的幅值超出下限值的开始位置N与开始低于下限值的结束位置M，则可以换算出滤波信号的持续时间为(M-N)/fs，通过对RAM_BUFFER中存储的滤波信号自身的逐点比较，获取该滤波信号的最高幅值。通过比例换算计算出被测瞬时信号的最高瞬时电压。

该种方法可以同时测量多种瞬态信号，不需要额外的软硬件开销，同时保证测量的幅值及时间精度。

Claims (3)

1.一种无限脉冲响应的瞬时信号检测方法，主要包括以下步骤：

第一步，对设备的被测瞬时信号进行处理，产生测量原始信号；

第二步，按照那奎斯特定律设定采样率fs，对测量原始信号进行采样，产生量化信号；

第三步，设计无限脉冲响应滤波器的参数，构造无限脉冲响应滤波器；

第四步，利用无限脉冲响应滤波器对量化信号进行滤波，产生滤波信号；

第五步，预先根据所述测量原始信号的瞬态幅值响应范围设定下限值，将所述滤波信号与下限值进行比较，计算滤波信号超过下限值的持续时间，并通过对滤波信号的逐点比较，获得其最高幅值，然后通过比例换算计算出被测瞬时信号的最高瞬时电压。

2.如权利要求1所述的无限脉冲响应的瞬时信号检测方法，其中在第一步中所述的处理包括放大，缩小，阻抗匹配和滤波。

3.如权利要求1所述的无线脉冲响应的瞬时信号检测方法，其中在第三步中包括以下步骤：

步骤一，设计无限脉冲响应滤波器参数1，包括设计20Hz~20MHz的带通滤波器，并根据处理器的实际运算能力，确定无限脉冲响应带通滤波器阶数，获取无限脉冲响应带通滤波器参数；

步骤二，设计无限脉冲响应滤波器参数2，包括设计50Hz的带阻滤波器，并根据处理器的实际运算能力，确定无限脉冲响应带阻滤波器阶数，并获取无限脉冲响应带阻滤波器参数。