CN108120873A - 一种新型正弦信号频率测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种新型正弦信号频率测量方法，其特征在于该方法是一种基于序列零初相位调制的新方法，避开了输入序列任意初相位的影响，同时调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息，可实现准确度较高的低频正弦信号频率测量；提出一种序列零初相位调制方法，将其用于低频正弦信号频率的测量具有较高的准确度，适合于(以1个采样间隔为距离)连续频率测量。本发明的方法分析了序列零初相位调制的原理，零初相位调制序列具有显著的优越性，它解决了信号序列任意初相位的影响，适合于连续正弦频率的测量。调制序列携带了数量较大的序列全相位差信息，是实现较高准确度正弦频率测量的重要基础。

Description

一种新型正弦信号频率测量方法
技术领域
本发明属于频率测量领域，尤其涉及一种新型正弦信号频率测量方法。
背景技术
系统频率特性的分析和系统频率的测量本质上是一种正弦参数的分析和测量，实现正弦频率包括正弦参数测量有多种方法，高准确度的正弦频率测量是一些应用技术的基础，有的学者指出了一种电力系统阻抗测量方法需要有精确的正弦频率测量结果作为参考值。电力系统的电网运行额定工频在50 Hz，为频率较低的正弦频率。但目前的频率测量技术在较低正弦频率测量方面普遍存在准确度不高和抗谐波噪声干扰性不强的问题。
零交法 (Zero-crossing algorithm) 是用于低频正弦频率测量的基础方法，由于实际信号中普遍存在谐波干扰，包括随机噪声干扰等。因此该方法测量出的频率值不是很精确。
快速傅里叶(Fast Fourier transformation，FFT) 变换算法和离散傅里叶(Discrete Fourier transform，DFT) 变换算法是用于正弦参数计算的基本数学方法。其中信号非整数周期截断引起的频谱泄漏问题是造成这些算法误差的主要原因，频谱泄漏问题客观上不可避免。此外还有一些改进算法，如基于自适应陷波滤波器的算法、基于带通滤波器的算法、基于人工智能的算法、基于小波变换算法、基于幅值调制算法等。
发明内容
本发明就是针对上述问题，设计了一种新型正弦信号频率测量方法，该方法是一种基于序列零初相位调制的新方法，避开了输入序列任意初相位的影响，同时调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息，可实现准确度较高的低频正弦信号频率测量；提出一种序列零初相位调制方法，将其用于低频正弦信号频率的测量具有较高的准确度，适合于 (以 1 个采样间隔为距离) 连续频率测量。
本发明采用的技术方案是，一种新型正弦信号频率测量方法，包括频率测量方法、信号序列零初相位调制、调制序列初相位计算。
所述的频率测量方法，避开了输入序列任意初相位的影响，同时调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息，可实现准确度较高的低频正弦信号频率测量。
所述的信号序列零初相位调制，对任意初相位的信号序列进行零初相位调制，得到零初相位 (或初相位在零附近) 调制序列，其显著特点在于避开了信号序列任意初相位的影响。
所述的调制序列初相位计算，采用了一种基于调制序列和缩短序列相位计算的计算方法。
本发明的有益效果是，该新型正弦信号频率测量方法，分析了序列零初相位调制的原理，零初相位调制序列具有显著的优越性，它解决了信号序列任意初相位的影响，适合于连续正弦频率的测量。调制序列携带了数量较大的序列全相位差信息，是实现较高准确度正弦频率测量的重要基础。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图 1 是本发明电路原理框图。
具体实施方式
如图所示，本发明的新型正弦信号频率测量方法，包括频率测量方法、信号序列零初相位调制、调制序列初相位计算。
所述的频率测量方法，避开了输入序列任意初相位的影响，同时调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息，可实现准确度较高的低频正弦信号频率测量。首先，通过一个频率初测单元给出参考频率；然后，根据参考频率对信号序列进行零初相位调制，得到 2个零初相位的调制序列，再从 2 个零初相位调制序列中选择幅值较大者输出；接着计算调制序列的初相位，紧接着根据整数信号周期数将初相位转换为调制序列的全相位差；最后，根据调制序列的时间长 度，将全相位差转换为信号正弦频率。
所述的信号序列零初相位调制，对任意初相位的信号序列进行零初相位调制，得到零初相位 (或初相位在零附近) 调制序列，其显著特点在于避开了信号序列任意初相位的影响。首先将信号序列反向输出，得到反褶序列，再将信号序列与反褶序列相加减，分别得到余弦零初相位调制序列和正弦零初相位调制序列。
所述的调制序列初相位计算，采用了一种基于调制序列和缩短序列相位计算的计算方法。首先，将调制序列进行缩短处理得到缩短序列；然后，分别计算调制序列和缩短序列的相位；最后，将调制序列的相位和缩短序列的相位转换为调制序列的初相位。
以上关于本发明的具体描述，没有局限性，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型正弦信号频率测量方法，包括频率测量方法、信号序列零初相位调制、调制序列初相位计算，其特征在于该方法是一种基于序列零初相位调制的新方法，避开了输入序列任意初相位的影响，同时调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息，可实现准确度较高的低频正弦信号频率测量；提出一种序列零初相位调制方法，将其用于低频正弦信号频率的测量具有较高的准确度，适合于 (以 1 个采样间隔为距离) 连续频率测量。
2.根据权利要求 1所述的新型正弦信号频率测量方法，其特征在于，所述的频率测量方法，避开了输入序列任意初相位的影响，同时调制序列携带了数值较大的信号序列全相位差信息，可实现准确度较高的低频正弦信号频率测量。
3.根据权利要求 1所述的新型正弦信号频率测量方法，其特征在于，所述的信号序列零初相位调制，对任意初相位的信号序列进行零初相位调制，得到零初相位 (或初相位在零附近) 调制序列，其显著特点在于避开了信号序列任意初相位的影响。
4.根据权利要求 1所述的新型正弦信号频率测量方法，其特征在于，所述的调制序列初相位计算，采用了一种基于调制序列和缩短序列相位计算的计算方法。
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