一種無(wú)限脈沖響應(yīng)的高精度瞬時(shí)信號(hào)檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】一種無(wú)限脈沖響應(yīng)的瞬時(shí)信號(hào)檢測(cè)方法，主要包括以下步驟：第一步，對(duì)設(shè)備的被測(cè)瞬時(shí)信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生測(cè)量原始信號(hào)；第二步，按照那奎斯特定律設(shè)定采樣率fs后，對(duì)測(cè)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(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器的參數(shù)，構(gòu)造無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器；第四步，利用無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器對(duì)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(guò)下限值的持續(xù)時(shí)間；并通過(guò)對(duì)濾波信號(hào)的逐點(diǎn)比較，獲得其最高幅值，從而完成對(duì)被測(cè)瞬時(shí)信號(hào)的檢測(cè)。該方法可以同時(shí)測(cè)量多種瞬態(tài)信號(hào)，不需要額外軟硬件開(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)保證測(cè)量的幅值及時(shí)間精度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種無(wú)限脈沖響應(yīng)的高精度瞬時(shí)信號(hào)檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種信號(hào)檢測(cè)方法，具體說(shuō)涉及一種無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)的信號(hào)檢測(cè)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在電能質(zhì)量分析中，有很多常見(jiàn)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(cè)量設(shè)備具有高速的采樣率及高速高精度的運(yùn)算能力?，F(xiàn)有的檢測(cè)方法包括包絡(luò)線法，方均根值法，峰值檢測(cè)法，滾動(dòng)窗口法，斜率測(cè)定法，而上述這些方法都只對(duì)特定種類(lèi)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】

[0003]本發(fā)明旨在用提供更便捷的檢測(cè)方法，用于測(cè)量多類(lèi)別的瞬態(tài)信號(hào)，并提高測(cè)量時(shí)間及幅值精度。
[0004]本發(fā)明提出的一種無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)的瞬時(shí)信號(hào)檢測(cè)方法，主要包括以下步驟:
第一步，對(duì)設(shè)備的被測(cè)瞬時(shí)信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生測(cè)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(duì)測(cè)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(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器的參數(shù)，構(gòu)造無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器；
第四步，利用無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器對(duì)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(cè)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(guò)下限值的持續(xù)時(shí)間，并通過(guò)對(duì)濾波信號(hào)的逐點(diǎn)比較，獲得其最高幅值，然后通過(guò)比例換算計(jì)算出被測(cè)瞬時(shí)信號(hào)的最高瞬時(shí)電壓。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1為本發(fā)明中無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)的瞬時(shí)信號(hào)檢測(cè)方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0006]下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)的瞬時(shí)信號(hào)檢測(cè)方法的進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0007]如圖1所示，第一步，對(duì)設(shè)備的被測(cè)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(cè)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(cè)量原始信號(hào)。
[0008]第二步，在產(chǎn)生測(cè)量原始信號(hào)后，按照那奎斯特定律設(shè)定采樣率fs，對(duì)測(cè)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(zhǎng)度為IIR_LENGTH的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAMl中，同時(shí)將開(kāi)始采樣時(shí)間Ts保存到timeStart寄存器中。
[0009]第三步，設(shè)計(jì)無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器的參數(shù)，構(gòu)造無(wú)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(lèi)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(lèi)型。并且，IIR濾波器參數(shù)一旦確定，IIR濾波器就被唯一確定。
[0010]在本發(fā)明中，首先，設(shè)計(jì)IIR濾波器參數(shù)I。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)。
[0011]第四步，對(duì)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(duì)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。
[0012]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1wlimit進(jìn)行比較，記錄濾波信號(hào)的幅值超出下限值的開(kāi)始位置N與開(kāi)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(guò)對(duì)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(guò)比例換算計(jì)算出被測(cè)瞬時(shí)信號(hào)的最高瞬時(shí)電壓。
[0013]該種方法可以同時(shí)測(cè)量多種瞬態(tài)信號(hào)，不需要額外的軟硬件開(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)保證測(cè)量的幅值及時(shí)間精度。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)限脈沖響應(yīng)的瞬時(shí)信號(hào)檢測(cè)方法，主要包括以下步驟: 第一步，對(duì)設(shè)備的被測(cè)瞬時(shí)信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生測(cè)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(duì)測(cè)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(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器的參數(shù)，構(gòu)造無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器； 第四步，利用無(wú)限脈沖響應(yīng)濾波器對(duì)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(cè)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(guò)下限值的持續(xù)時(shí)間，并通過(guò)對(duì)濾波信號(hào)的逐點(diǎn)比較，獲得其最高幅值，然后通過(guò)比例換算計(jì)算出被測(cè)瞬時(shí)信號(hào)的最高瞬時(shí)電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)限脈沖響應(yīng)的瞬時(shí)信號(hào)檢測(cè)方法，其中在第一步中所述的處理包括放大，縮小，阻抗匹配和濾波。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線脈沖響應(yīng)的瞬時(shí)信號(hào)檢測(cè)方法，其中在第三步中包括以下步驟: 步驟一，設(shè)計(jì)無(wú)限脈沖響應(yīng)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，確定無(wú)限脈沖響應(yīng)帶通濾波器階數(shù)，獲取無(wú)限脈沖響應(yīng)帶通濾波器參數(shù)； 步驟二，設(shè)計(jì)無(wú)限脈沖響應(yīng)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，確定無(wú)限脈沖響應(yīng)帶阻濾波器階數(shù)，并獲取無(wú)限脈沖響應(yīng)帶阻濾波器參數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01R19/04GK104502676SQ201510010947
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月9日
【發(fā)明者】徐斌, 張念東, 劉巖 申請(qǐng)人:珠海派諾科技股份有限公司