一种实时性较强的采样频率同步实现方法
同步采样和非同步采样对信号频谱分析的影响(最全)word资料
同步采样和非同步采样对信号频谱分析的影响:当采样持续时间p t 与信号周期成整数倍关系时,DFT 变换可精确分辨模拟信号频谱,这种采样为同步采样。
当采样持续时间p t 与信号周期不成整数倍关系时,模拟信号频率分量的幅值会在数字域中产生泄露,应用DFT 变换不能精确分析模拟信号频谱,这种采样为非同步采样。
对连续周期简谐信号( 2.5sin(1000.2x t t ππ=⨯+ 进行以下分析: 信号频率为 f =500Hz 周期 T=0.02s 相位0.2π采样频率s f 选择为 500Hz 采样持续时间1p t =2*T=0.04s 采样点数 1N =202p t =2.7*T=0.054s 采样点数2N =27图(6采样频率和信号频率为倍频关系,在一个信号周期内严格采样0N =sT T 个点(0T 为信号周期,Ts 为采样周期,持续采样点数0N 的整数倍时,幅频谱没有泄露。
图(5中的相位谱主要由于在fft 运算过程中产生小的复数,而导致相位失真,通过当复数的模小于101e强制为0得到图(6的相位谱,在50Hz 处只有一条谱线。
通过分析,如果能对周期信号实现同步采样,就可以用DFT 变换精确分析连续周期信号的频谱。
同步采样的方法实现:为了能够实现对信号进行同步采样,主要有硬件同步技术和软件同步技术。
硬件同步技术是利用硬件电路动态锁定连续周期信号的频率,并对周期信号进行分频,用倍频后的输出作为采样启动信号。
硬件同步主要有两个局限性:一、捕捉信号的频率范围有限。
二、锁定需要时间,不适合于瞬态分析。
软件同步技术,首先以恒定的速度对连续周期信号x(t进行等时采样,得到一组非同步采样序列,然后对序列进行二次同步采样处理。
2007年6月吉林工程技术师范学院学报(自然科学版Jun 2007第23卷第6期Journal of J ilin Teachers I nstitute of Engineering and Technol ogy (Natural Sciences Editi on Vol 123No 16文章编号:1009-9042(200706-0017-02收稿日期:2007-3-16作者简介:刘云秀(1965-,女,吉林长春人,吉林工程技术师范学院信息工程学院副教授,研究方向:信号与信息处理。
正弦脉宽调制
正弦脉宽调制（SPWM）控制为了使变压变频器输出交流电压的波形近似为正弦波，使电动机的输出转矩平稳，从而获得优秀的工作性能，现代通用变压变频器中的逆变器都是由全控型电力电子开关器件构成，采用脉宽调制(pulse width modulation, 简称pwm ) 控制的，只有在全控器件尚未能及的特大容量时才采用晶闸管变频器。
应用最早而且作为pwm 控制基础的是正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation, 简称spwm)。
图3-1 与正弦波等效的等宽不等幅矩形脉冲波序列3.1 正弦脉宽调制原理一个连续函数是可以用无限多个离散函数逼近或替代的，因而可以设想用多个不同幅值的矩形脉冲波来替代正弦波，如图3-1所示。
图中，在一个正弦半波上分割出多个等宽不等幅的波形(假设分出的波形数目n=12)，如果每一个矩形波的面积都与相应时间段内正弦波的面积相等，则这一系列矩形波的合成面积就等于正弦波的面积，也即有等效的作用。
为了提高等效的精度，矩形波的个数越多越好，显然，矩形波的数目受到开关器件允许开关频率的限制。
在通用变频器采用的交-直-交变频装置中，前级整流器是不可控的，给逆变器供电的是直流电源，其幅值恒定。
从这点出发，设想把上述一系列等宽不等幅的矩形波用一系列等幅不等宽的矩形脉冲波来替代(见图3-2)，只要每个脉冲波的面积都相等，也应该能实现与正弦波等效的功能，称作正弦脉宽调制(spwm)波形。
例如，把正弦半波分作n等分(在图3-2中，n=9)，把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的矩形脉冲来代替，矩形脉冲的幅值不变，各脉冲的中点与正弦波每一等分的中点相重合，这样就形成spwm波形。
同样，正弦波的负半周也可用相同的方法与一系列负脉冲波等效。
这种正弦波正、负半周分别用正、负脉冲等效的spwm波形称作单极式spwm。
图3-2 spwm波形图3-3是spwm变压变频器主电路的原理图，图中vt1~vt6是逆变器的六个全控型功率开关器件，它们各有一个续流二极管(vd1~vd6)和它反并联接。
第2章 微机保护基础(1)
1、电压变换器（UV）
电压变换器原理接线如图2-11所示，UV原方与电压互感器相 联，TV二次侧有工作接地，UV副方的“直流地”为保护电源 的0V，电容C容量很小，起抗干扰作用。
图2-11 电压变换器应用
2、电流变换器（UA）
电流变换器与电压变换器不同，从UA原方看进去，输入阻抗 很小，对于负载而言UA可以看成一个电流源。电流变换器应 用接线如图2-12所示。
图2-4 采样保持过程示意图
2) 采样频率的选择
采样间隔Ts 的倒数称为采样频率fs。
采样频率越高，要求CPU 的运行速度越高。 因为微机保护是一个实时系统，数据采集系 统以采样频率不断地向微型机输入数据，微 型机必须要来得及在两个相邻采样间隔时间 Ts内处理完对每一组采样值所必须做的各种 操作和运算，否则CPU 跟不上实时节拍而无 法工作。相反，采样频率过低，将不能真实 地反映采样信号的情况。 采样函数为一周期信号,采样间隔Ts太大，就 会有一部分相互交迭，新合成的X(f)*G(f)图 形与X(f)/Ts不一致，这种现象称为迭混。 为了避免迭混以便采样后仍能准确地恢复原 信号，采样频率fS必须大于信号最高频率fC 的两倍，即fS＞2fC，这就是采样定理。
<1>采样频率的方式选择
<2>.对多个模拟输入信号的采样方式
微机继电保护绝大多数的算法都是基于多个 模拟输入信号（如三相电压、三相电流等） 采样值进行计算的。如何对多个信号进行采 样，根据多个模拟输入信号在采样时刻上的 对应关系，可分别采用以下三种采样方式： 1、同时采样 2、顺序采样 3、分组同时采样
例
图
MAX125内部结构图
2.1.1
模拟数据采集系统
《计算机网络》课后简答题
第一章计算机网络概论1．计算机网络的发展可以划分为几个阶段？每个阶段各有什么特点？四个阶段：第一阶段（20世纪50年代）计算机技术与通信技术研究结合，为计算机网络的产生作好技术准备，奠定理论基础第二阶段（20世纪60年代）ARPAnet与分组交换技术开始，为Internet的形成奠定基础第三阶段（20世纪70年代中期计起）网络体系结构与网络协议的标准化第四阶段（20世纪90年代起）Internet的应用与高速网络技术发展2．什么是公用数据网PDN？为什么要发展公用数据网？是指由邮电部门或通信公司统一组建和管理的公用分组交换网组建公用数据网为计算机网络发展提供了良好的外部通信条件，它可以为更多的用户提供数据通信服务3．按照资源共享的观点定义的计算机网络应具备哪几个主要特征？资源共享的观点：以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合主要特征：1）计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享2）互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”3）互联计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议4．现代网络结构的特点是什么？大量的微型计算机通过局域网连入广域网，而局域网与广域网、广域网与广域网的互联是通过路由器实现的5．局域网、城域网与广域网的主要特征是什么？局域网：1）覆盖有限的地理范围2）提供高数据传输速率（10Mb/s~10Gb/s）、低误码率的高质量数据传输环境3）一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展4）从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享式局域网与交换式局域网城域网：1）满足几十公里范围内大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需求2）介于广域网与局域网之间的一种高速网络广域网（也称远程网）：1）覆盖的范围从几十公里到几千公里，覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络2）通信子网主要使用分组交换技术6．根据系统的互联方式，网络多媒体应用系统一般可以分为哪几种基本的结构方式？请列举每一种结构的一种典型的应用实例四种基本的结构方式及应用实例：1）一对一系统：二个终端之间的单独通信实例：视频电话系统2）一对多系统：由一个发送端和多个接受端构成的系统实例：多方接受的网页3）多对一系统：多个发送端通过单播或者多播向多个接受端发送信息实例：投票4）多对多系统：一个组的成员之间可以相互发送信息实例：多媒体会议系统7．网络多媒体的传输有哪几个主要的基本特征？请列举传输连续的音频、视频流所需求的通信带宽数据主要特征：1）高传输带宽要求2）不同类型的数据对传输的要求不同3）传输的连续性与实时性要求4）传输的低时延要求5）传输的同步要求6）网络中的多媒体的多方参与通信的特点8．你是如何理解“网络计算”概念的？请举出移动计算网络、多媒体网络、网络并行计算、网格计算、存储区域网络与网络分布式对象计算等方面的几个应用实例“网络计算”概念：网络被视为最强有力的超级计算环境，它包含了丰富的计算、数据、存储、传输等各类资源，用户可以在任何地方登录，处理以前不能完成的问题移动计算网络：无线局域网、远程事务处理多媒体网络：视频点播系统、多媒体会议系统网络并行计算：破译密码、发现素数网格计算：桌面超级计算、智能设备存储区域网络：SSP提供的Internet存储服务网络分布式对象计算：？？.第二章网络体系结构与网络协议1．请举出生活中的一个例子来说明“协议”的基本含义，并举例说明网络协议三要素“语法”、“语义”与“时序”的含义与关系协议是一种通信规则例：信件所用的语言就是一种人与人之间交流信息的协议，因为写信前要确定使用中文还是其他语言，否则收信者可能因语言不同而无法阅读三要素：语法：用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现顺序语义：解释比特流的每一部分含义，规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作和作出的响应时序：对实现顺序的详细说明例：？？2．计算机网络采用层次结构的模型有什么好处？1）各层之间相互独立2）灵活性好3）各层都可采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他层4）易于实现和维护5）有利于促进标准化3．ISO在制定OSI参考模型时对层次划分的主要原则是什么？1）网中各结点都具有相同的层次2）不同结点的同等层具有相同的功能3）不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信4）同一结点内相邻层之间通过接口通信5）每个层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务4．如何理解OSI参考模型中的“OSI环境”的概念？“OSI环境”即OSI参考模型所描述的范围，包括联网计算机系统中的应用层到物理层的7层与通信子网，连接结点的物理传输介质不包括在内5．请描述在OSI参考模型中数据传输的基本过程1）应用进程A的数据传送到应用层时，加上应用层控制报头，组织成应用层的服务数据单元，然后传输到表示层2）表示层接收后，加上本层控制报头，组织成表示层的服务数据单元，然后传输到会话层。
DH5928简易操作说明书
DH5928系统简易操作教程第一部分DH5928动态信号测试系统功能介绍系统已包含动态信号测试分析系统所需的直流电压放大器、抗混滤波器、A/D 转换器、DSP实时信号处理系统、锂电池组以及采样控制和计算机通讯的全部硬件，而且提供了充分考虑用户方便操作本系统所需的控制软件及分析软件，是一种便携式多通道并行同步采样的动态信号测试分析系统,可用于多通道电压输出型、电荷输出型、ICP型、应变桥路型以及4mA-20mA变送器输出型传感器输出信号的采集和分析。
1.特点:1.1 高度便携:利用计算机的1394接口实时进行数据传送, 实现了热拔插和即插即用,并且最大程度上满足了对便携式仪器和采样速度的要求,测试系统不仅可在实验室使用,也可方便地应用于野外现场；1.2 高度集成:模块化设计的硬件，每个测量机箱可插入两个4通道数采和1通道转速测量模块, 每台计算机可控制8通道数采和2通道转速同步并行采样，满足了多通道、高精度、高速动态信号的测量需求；1.3 DSP实时信号处理系统：可选择的模拟滤波 + DSP实时数字滤波，构成高性能抗混滤波器,还可根据转速周期,实时完成连续的每转整周期采样;1.4每通道独立的16位A／D转换器:实现了多通道并行同步采样，通道间无串扰影响及采样速率不受通道数的限制，并且大大提高了系统的抗干扰能力；1.5 准确的采样速率:先进的DDS数字频率合成技术产生高精度、高稳定度的采样脉冲，保证了多通道采样速率的同步性、准确性和稳定性；1.6 数字磁带机信号记录功能:利用计算机海量的存储硬盘,长时间实时、无间断记录多通道信号；1.7 DMA方式传送数据:测试数据通过嵌入式实时操作环境下,DMA方式实时传送，保证了数据传送的高速、稳定、不漏码；1.8 先进的工艺:多层线路板,全贴片工艺,大大提高了硬件的可靠性和抗干扰能力;1.9 供电:仪器无需外电源工作，内置高容量锂电池，小巧便携、铝合金外壳、抗振设计，可在恶劣环境中使用，方便野外测试；1.10 完全便携:防潮、防振设计，工作温度范围可拓宽至-10℃～60℃;1.11 信号适调器:配套各种可程控的信号适调器(包括电压适调模块、应变适调模块、电荷适调模块、双恒流源应变适调模块),不仅具有极强的抗干扰能力,而且由于参数由数采统一控制,系统的单位量纲实现了“傻瓜”设置。
谐波分析
谐波的产生：在电力系统中，电压和电流波形理论上应是工频下的正弦波，但实际的波形总有不同的非正弦畸变。
从数学的角度分析，任何周期波形都可以被展开为傅里叶级数，因此，对于周期T=2π/ω的非正弦电压μ(t)或电流i(t)，在满足狄里赫利条件下可以展开成如下形式的傅里叶级数，即：式中：c1sin(ωt+θ1)为基波分量；cnsin(nωt+θn)为第n次谐波分量。
可以看出，所谓谐波就是一个周期电气量的正弦分量，其频率为基波频率的整数倍，这也是国际上公认的谐波定义。
由于谐波的频率是基波频率的整数倍，因此通常又被称为高次谐波。
虽然在实际的电网中还存在一些频率小于基波频率整数倍的正弦分量，但主要研究的还是电网中存在的整数次谐波。
公用电网中的谐波产生原因主要和以下两方面有关：(1)电源本身以及输配电系统产生的谐波。
由于发电机三相绕组在制作上很难做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致等制造和结构上的原因，使得电源在发出基波电势的同时也会产生谐波电势，但由于其值很小，一般在分析电力系统谐波问题时可以忽略。
在输配电系统中则主要是变压器产生谐波，由于其铁芯饱和时，磁化曲线呈非线性，相当于非线性器件，饱和程度越深波形畸变也就越严重，再加上设计时出于经济性考虑，使磁性材料工作在磁化曲线的近饱和区段，从而产生谐波电流。
电源和输配电系统虽然产生谐波，但这两方面产生的谐波所占的比例一般都很小。
(2)电力系统负荷端大量的大功率换流设备和调压装置的广泛应用产生的谐波，如荧光灯、电弧炉、变频设备、家用电器等。
这些用电设备具有非线性特征，即使供给的是标准的正弦波电压，也会产生谐波电流注入系统，给电网造成大量的谐波，甚至会因为参数配置问题使得局部区域产生放大，由用电设备产生的谐波所占比例很大，是电网主要的谐波源。
谐波的危害：谐波电流和谐波电压的存在，对公用电网造成了很大的污染，破坏了用电设备所处的环境，容易导致一系列的故障和事故，严重威胁着电力系统的安全稳定运行。
一种DVB-S2帧同步算法的设计与实现
一种DVB-S2帧同步算法的设计与实现韩星，杨伟（中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081）摘要：针对低信噪比场景下DVB-S2信号的帧同步及接收解调难题，提出了一种适用于VCM/ACM的工作模式——基于帧信息的低信噪比帧同步算法。
该帧同步算法融合了DVB-S2帧内SOF段、PLSC段以及导频段的符号特性，在不同信噪比环境下的误帧率均低于对照算法。
利用帧信息优化峰值搜索算法的性能，克服了基于阈值的峰值检测算法对信道衰落极为敏感的缺点，同时突破了窗函数法仅适用于CCM工作模式的弊端，并在FPGA内完整实现了对DVB-S2信号从中频输入到FEC帧输出的处理过程。
关键词:DVB-S2；VCM/ACM模式；帧同步算法中图分类号：TN911文献标志码：A文章编号:1008-1739(2021)07-60-5Design and Implementation of Frame Synchronization Algorithm forDVB-S2HAN Xing,YANG Wei(The54th Research Institute of CETC,Shijiazhuang050081,China)Abstract：The problems of f rame synchronization and receiving demodulation ofDVB-S2in low SNR condition are analyzed.In view ofthese problems,a frame synchronization algorithm in low SNR condition based on frame information is proposed,which is suitable for VCM/ACM operating mode.The frame synchronization algorithm combines SOF segment,PLSC segment and pilot segment,and its error rate in different SNR conditions is lower than that of other ing frame information to optimize the performance of peak search algorithm,it overcomes the shortcomings of the peak detection threshold algorithm which is sensitive to channel fading,and breaks through the disadvantage that window function method is only suitable for CCM mode.The signal processing from IF signal input to FEC frame output is implemented in FPGA.Keywords：DVB-S2;VCM/ACM mode;frame synchronization algorithm0引言DVB-S2作为第2代卫星数字视频广播标准，除了被广泛应用于广播服务、交互应用以及卫星新闻采集等民用领域，也被军用卫星通信系统广泛采纳，作为其下行协议和广播通信标准⑴。
一种对飞机地面电源监控的方法设计与实现
摘要：飞机地面电源是对飞机进行通电检查及日常维护的重要设备，保证其供电品质就是保证飞机的飞行安全。
鉴于此，提出一种对飞机地面电源的监控方法，用于对地面电源进行实时监测，将电压、频率、相序都符合飞机要求的地面电源接入机上电网，当地面电源故障时进行等延时/反延时保护，将供电品质不满足要求的地面电源切除，以确保飞机供电系统及用电设备的安全。
关键词：地面电源；监控；供电系统；等延时；反延时0 引言航空地面电源是飞机地面保障的主要设备之一，是航空保障设备使用过程中的关注重点，飞机地面维护检测、发动机启动、科研试验等均离不开地面电源提供的动力。
地面电源一旦出现故障，轻则延误保障工作，延长飞机出动准备时间，重则可能造成飞机及人员的损伤。
通常对飞机地面电源的监控都是通过一些仪器仪表对电源进行检查，不能及时发现地面电源中出现的问题，效率较低；同时，仪器仪表本身的误差及操作人员或多或少会产生的一些误差，容易导致对地面电源的判断出现较大的偏差。
因此，本文提出一种数字化的地面电源监控方法，该方法实时性强、准确性高，可有效缩短地面电源的检测时间，提高维护人员的工作效率，提升飞机的可维护性及安全性。
1 地面电源监控概述当地面电源向飞机供电时[6]，周期性采集地面电源的电压、频率、相序（正常范围：电压105～121 V、频率375～425 Hz、相序ABC或BCA或CAB），将符合飞机要求的地面电源接入机上电网，让地面电源为机上负载供电；若地面电源发生故障，在地面电源故障期间进行等延时或反延时保护。
若地面电源在等延时或反延时保护期间恢复正常，则继续由地面电源供电；否则在等延时或反延时保护后切断地面电源，并通过总线向其上位机报告地面电源故障原因。
2 地面电源监控的硬件实现2.1 电压监控2.1.1 电路原理目前，对交流电源的采集主要有峰值采样和有效值采样两种方式，此处采用峰值采样（也叫峰值检测）对交流模拟量的电压进行采集。
峰值采样就是在指定时间内检测出信号的最大值。
电力系统谐波和间谐波检测方法综述
电力系统谐波和间谐波检测方法综述一、本文概述随着电力电子技术的快速发展和广泛应用，电力系统中的谐波和间谐波问题日益严重，对电力系统的安全、稳定、经济运行构成了严重威胁。
因此，研究和发展有效的谐波和间谐波检测方法，对于提高电力系统的供电质量、保护电力设备和促进节能减排具有重要意义。
本文旨在对电力系统谐波和间谐波的检测方法进行全面的综述，分析各种方法的原理、特点、适用范围以及优缺点，以期为谐波和间谐波检测技术的发展和应用提供参考。
本文首先介绍了谐波和间谐波的基本概念、产生原因及其对电力系统的影响，为后续检测方法的研究提供了理论基础。
接着，详细阐述了传统的谐波和间谐波检测方法，如傅里叶变换、小波变换等，并分析了它们的优缺点和适用范围。
然后，介绍了近年来新兴的基于的谐波和间谐波检测方法，如深度学习、神经网络等，并探讨了它们在谐波和间谐波检测领域的应用前景。
对谐波和间谐波检测技术的发展趋势进行了展望，提出了未来研究的重点和方向。
本文期望通过对谐波和间谐波检测方法的综述，为相关领域的研究人员和技术人员提供一个全面、系统的参考，促进谐波和间谐波检测技术的不断创新和发展，为电力系统的安全、稳定、经济运行提供有力保障。
二、谐波和间谐波检测方法的分类电力系统中的谐波和间谐波检测是确保电力质量、保护设备和提高能源效率的关键环节。
针对这一目标，谐波和间谐波的检测方法主要可以分为两类：基于傅里叶变换的方法和现代信号处理方法。
基于傅里叶变换的方法是最常见的谐波和间谐波检测方法。
这类方法主要包括快速傅里叶变换（FFT）和离散傅里叶变换（DFT）。
FFT 是DFT的快速算法，能够在短时间内对信号进行频谱分析，从而准确地检测出谐波和间谐波的成分。
这类方法的主要优点是计算速度快，精度高，适用于稳态和准稳态信号的谐波分析。
然而，对于非稳态信号，FFT的检测结果可能会受到频谱泄漏和栅栏效应的影响。
现代信号处理方法则提供了更多的选择，以适应复杂多变的电力系统环境。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一种实时性较强的采样频率同步实现方法
一种实时性较强的采样频率同步实现方法
摘要：分析了工频工频频率变化对计算电量有效值有效值的数字化测量精度的
影响及产生采样频率采样频率误差的原因，给出用单片机Intel80C196的高速输入接
口及软件定时器实现采样频率跟踪的方法，并给出硬件电路结构及软件框图。关键
词：采样频率同步单片机
随着计算机技术的发展，电力计量表计继电保护等电力自动装置自动装置也越来越
智能化。而这些装置中，大多都用的是交流采样。交流采样的过程多数是：由系统二次
回路来的电压(或电流)，经过二次PT(或CT)等变送到A/DA/D适合的电压后，由CPU
控制A/D以一定的采样频率进行模数转换，获得离散的采样数据，经过离散傅立叶变
换(DFT)，计算出基波有效值及各次谐波值，进而实现其它功能。进行DFT计算过程如
下：若每周期采样N的离散采样系统，则其基波电压(或电流)的有效值、实部有效
值、虚部有效值分别为：
上述计算能准确表达有效值的条件是：每周波的N个采样点是均匀分布在每个工频
周期内。但在电力自动装置中，采样频率多是由通过设置CPU定时器分频系数来完成，
该定时器的时钟源是CPU系统的晶振决定，采样频率是固定的。但是，即使已经按照
准确的工频频率(50Hz)计算出符合上述计算要求的采样频率，由于电力系统的频率是有
变化的，而且在故障录波装置，继电保护装置产品的检测中，也要考核在频率变化情况
下装置的反应情况，如：有关国家检测标准中，要检查录波装置在低频条件下的反映情
况。因此，按照固定的采样频率采集的数据，计算结果也就难免出现误差，因此就有可
能引起测量精度的下降，或自动装置的误动作。1频率变化对计算值的影响此处的
频率既是指采样频率，又指电力系统的工频，因为二者之一发生变化，都会影响采样后
有效值的计算。假定采样频率固定为1kHz(即对应于50Hz信号为每周波20点采样)，
信号的有效值为60V，对应于有46～54Hz频率的等幅值输入量，引用公式(1)、(2)、
(3)进行全周波付氏滤波进行计算，产生结果的相对误差如表1所示。
显然，频率的变化对计算有效值的影响较大。产生这一问题的原因就在于每周波的
N个采样点不是均匀分布在每个工频周期内。要解决这一问题，文献[1]中给出了“参
数自寻优等间隔同步采样法”。应该说，对于慢速的仪表检测装置来说该方法是很合适
的。但由于其计算过程比较复杂，且每周波的采样点数及频率都在变化，对于适时性要
求高，离散采样数据在后台处理装置(如：电力系统动态记录装置)，就不能满足要求。
因此，在精度满足要求的情况下，可只采用其中的一种方法：固定采样点数，根据单片
机测量适时的工频周期，适时调整采样间隔。目前，有相当部分电力自动装置中采用
Intel80C196单片机作为CPU，本文就以Intel80C196为例介绍实现采样频率跟踪的
方法。2硬件电路构成及实现原理考虑到系统的频率不是变化很快，要实现采样频
率随系统工频的变化而适时调整，可先测得系统的频率前一周期对应的计数值Tc(以单
片机系统的定时器时钟周期为单位，以下同)，然后根据每周波采样点数(N)，适时计算
出每一采样间隔计数值Tsj：则以Tsj为周期进行采样，即可实现采样频率的
适时跟踪。为实现这一过程，拟采用的电路结构：来自母线电压互感器的A相电压经过
小PT降压隔离、低通滤波，经过零比较器整形成方波，经光耦送到Intel80C196的高
速输入接口HSI.0，利用方波的上升沿触发高速输入中断，测得每个工频周期计数值Tc。
经过单片机的分析计算，经式(4)得到采样间隔时间Tsj。以Tsj为时间间隔，设置软件
定时器中断。在软件定时器中断中进行数据采集控制等，完成采样频率的适时跟踪。
3软件流程在进行软件设计时，应当充分利用80C196单片机的特点：高速输入
(HSI)接口及软件定时器。前者用于整形后的方波上升沿检测，用高速输入中断进行系统
周期的测量。后者用于产生以计算出的适时采样间隔Ts为周期的软件定时器中断，以
进行A/D采集控制。软件由两部分组成：主程序、高速输入(HSI)中断程序及HS0
软件定时器中断，流程图见图2～图4。
主程序主要完成初始化及其它应用功能。在初始化时，应当设置采样时间间隔的缺
省计数值Td。主要用于因测频用的电量不正常，不能正确测量电力系统的频率时，使
用该缺省值作为采样间隔计数Tsc，即Tsj＝Td。该缺省值的计算方法可以参考下例：
假定系统频率为50Hz(即周期为20000μs)；每周波的采样点数为20点；
80C196的系统晶振为16MHz，以定时器1作为时间基准，则计数周期为1μs，参
见文献[2]。则采样点间隔的时间为：20000μs/20＝1000μs采样时间
间隔的缺省计数值为：Td＝1000μs/1μs＝1000高速输入中断程序首先读
出当前的高速输入计数值Tnew，计算与上次计数值Told之差，获得适时工频周期Tc，
再对Tc的数值范围进行判断，以确认该值的有效性。在判断Tc的有效性，可参考如
下方法：考虑一般系统的频率波动范围，如45～55Hz对应Tc范围及两次测量值之差
来确定(因为正常系统频率不可能突变)。最后用(4)式并考虑进入中断程序所需要的20
个状态周期，计算出适时采样间隔时间Tsj。进入HS0软件定时器中断后，首先要
做的是预置下次进入中断的时间Tsj。然后进行A/D转换的控制及其它需要每个采样间
隔所做的处理。应当指出的是，由于软件定时器中断优先级高于高速输入中断，因此，
采样控制不会受到高速输入中断的影响。另外，此处A/D控制可以是80C196内部的
片内A/D，也可以控制扩展A/D。视实际的需要而定。本文所提出的采样频率同
步方法，已成功用于我们所开发的微机电力故障录波器及RTU自动装置中。录波器中
使用采样频率跟踪的使用实测结果见表2。虽然比文献[1]中的方法计算结果误差大些，
但全在一般装置误差允许范围内(＜0.5%)，能有效地抵消电力系统频率变化对装置测量
精度的影响，因此，能够满足一般仪器装置的要求。其具有跟踪调整简单，适时性强的
特点，是一种比较实用的方法。采用其它CPU的自动装置可采用类似原理来实现采样
频率同步跟踪。