一种交流电频率的数字化测量方法

摘要

本发明公开了一种交流电频率的数字化测量方法，针对连续的数字采样信号，在信号过正负峰值之后选取一个采样点P1，在后续的采样点中选取连续的两个点P2和P3，P2和P3的选取条件是P1采样值的负值在区间[P2采样值，P3采样值]内。则可以通过插值的方法在P2和P3所组成的线段上求取一点P4，使得P4的数值等于P1采样值的负值，同时可获取P4点的虚拟发生时间。由P1的采样发生时间和P4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。本发明不需要将低频信号转换成方波，尤其适合于低频正弦信号的频率测量，系统检测方便，硬件开销小；系统的抗干扰能力较强；实现起来简单合理，数据准确、可靠。

主权项

一种交流电频率的数字化测量方法，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)，在被测电信号的采样信号中，当被测电信号的周波过任意一个峰值后未到达零点时选择一个采样点作为第一采样点P1_i，设该第一采样点P1_i的采样时间为T1_i，采样值为S1_i；步骤3)，当采样信号越过零点后未到达下一个峰值时，在该越过零点后未到达下一个峰值的这段采样信号中选取连续的两个采样点，即第二采样点P2_i和第三采样点P3_i，设这两个点的采样时间分别是T2_i和T3_i，采样值分别为S2_i和S3_i，这两个采样点具有以下特点：如果S1_i为正数，则S2_i和S3_i同为负数；如果S1_i为负数，则S2_i和S3_i同为正数，且满足|S2_i|≤|S1_i|≤|S3_i|且|S2_i|<|S3_i|；步骤4)，将第一采样点P1_i采样值的相反值所对应的点作为虚拟采样点P4_i,计算虚拟采样点P4_i的虚拟发生时间${T4}_i={T2}_i+\frac{({T3}_i-{T2}_i)\times ({S1}_i+{S2}_i)}{{S2}_i-{S3}_i};$步骤5)，计算过零点时间：步骤6)，重复步骤2)至步骤5)得到若干个过零点时间：T_z1,T_z2,T_z3...T_zi,T_zi+1,T_zi+2...T_zn，其中，i＝1、2、…n，n为正整数；则被测电信号的周期：T_pi＝T_zi+2‑T_zi或者T_pi＝2×(T_zi+1‑T_zi)，被测电信号的频率：$F_i=\frac{1}{T_{\mathrm{pi}}}=\frac{1}{T_{\mathrm{zi}+2}-T_{\mathrm{zi}}}$或者：$F_i=\frac{1}{T_{\mathrm{pi}}}=\frac{1}{2\times (T_{\mathrm{zi}+1}-T_{\mathrm{zi}})}.$