一种电信号瞬时相位的数字化测量方法

摘要

本发明公开了一种电信号瞬时相位的数字化测量方法，采用数字积分并插值的方式处理连续的数字采样信号，根据采样值、计算得到的积分开始时间和根据插值的方式获取的积分结束点k的虚拟发生时间计算电信号的零点，由一系列电信号的过零点计算电信号的频率或周期，最后根据前一个时段电信号的过零点的时间、预测的当前周波的周期以及当前时间，计算得出当前的瞬时相位。本发明尤其适合于交流电的瞬时相位测量，系统检测方便，硬件开销小；同时实现起来简单合理，数据准确、可靠；在测量的精度、抗干扰性等方面得到很大的提高。

主权项

一种电信号瞬时相位的数字化测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1），对被测电信号进行采样，得到被测电信号的采样值，然后生成采样信号；步骤2),以模拟或数字方法获取至少两个周波过负峰值后的过零点时间序列T_z1,T_z2,…,T_zk，k为大于1的自然数；步骤3），确定用于计算第j过零点时间的起始积分点时间T_sj，其计算公式为T_sj=T_z(j‑1)+T×f，其中：T是根据过零点T_z(j‑1),T_z(j‑2),…,T_z(j‑k)计算得出的平均周期，参数f∈(0.5,1)，j为自然数且j>k；步骤4）,在被测电信号的采样信号中，选择m个在采样时间上按次序排放的采样点，设这m个采样点的采样时间分别为t₁、t₂、...t_i、t_i+1、...t_m，采样值分别为x₁、x₂、...x_i、x_i+1...x_m，其中t₁≤T_sj,t₂>T_sj,i、m均为自然数且1≤i<m；步骤5），在第1个采样点和第2个采样点之间通过线形插值的方式获取一个数字积分开始点s，其坐标为(x_sj,T_sj)；令S_i为数字积分开始点到第i采样点(x_i,t_i)的数字积分，则S_i+1为数字积分开始点到第i+1采样点(x_i+1,t_i+1)的数字积分；当S_i和S_i+1的乘积小于等于0时，在第i个采样点和第i+1个采样点之间通过矩形插值或者梯形插值的方式获取一个数字积分结束点k,其坐标为(x_k,t_k)，使得从数字积分开始点到积分结束点的数字积分为零，计算得出积分结束点k的虚拟发生时间t_k；步骤6），计算第j过零点时间：步骤7），重复步骤3）至步骤6）得到第j+1过零点时间T_z(j+1)，则被测电信号的周期：T_pj=T_z(j+1)‑T_zj，因此获得被测电信号的周期依次为T_p1,T_p2,T_p3,......T_p(n‑1)，n为大于1的自然数；步骤8），根据步骤7）获得的被测电信号的周期序列，预测被测电信号当前周波的周期T_p步骤9），根据紧邻当前时间的前一个时段被测电信号的过零点的时间、步骤8）预测的被测电信号当前周波的周期以及当前时间，计算得出被测电信号当前的瞬时相位。