基于MSP432的信号失真度测量仪设计

针对常用的信号失真度测试仪设计复杂成本较高的问题,该文采用TI公司的MSP432单片机配合简单的外围电路设计了高集成度低成本的信号失真度测试仪,仪器利用单片机内部集成的高精度模数转换模块对信号进行采样后,通过快速傅里叶变换得到基波和各谐波分量,进一步计算出非线性失真系数并通过串口显示屏和手机APP实时显示。经测试,装置的测量信号在100~600 mV,1~100 kHz的输入信号范围内,THD测量的相对误差小于2%,实现了低成本高精度的信号失真度测量。

一种面向智能电网的交流电源失真度校准方法

智能电网面向低能耗发展要求电力系统中电源设备失真度在一定范围内。文中针对交流电源输出电流难以校准失真度的问题,结合理论推导分析失真度的影响因素,提出了一种应用分流器的交流电源校准新方法,可以显著降低校准不确定度。实验结果表明:分流器法校准交流失真度适用于更大的电流输出范围,弥补了部分功率分析仪电流量程有限的缺失,降低了失真度校准的不确定度。通过蒙特卡洛方法仿真计算分流器法由于阻值变化引起的失真度改变量,并通过不确定度理论计算,验证了分流器法在交流电源电流失真度校准方面明显的优势。不确定度从0.996%降低至0.2%,该方法可以作为面向智能电网服务的电源失真度优化校准方法,为智能电网降低噪声干扰、高效利用能源提供助力。

基于STM32的正弦波失真度测量仪的设计

针对模拟控制正弦波失真度测量仪精度低,计算复杂等缺点,设计基于STM32的数字化计算波形失真度测量仪。该系统信号经AD采样后,通过STM32计算快速傅里叶变换(FFT),再根据采样率确定谐波分量点并计算失真度,并运用Matlab仿真对FFT结果进行理论验证。通过与方波、三角波失真度理论值比较,该失真度测量仪误差较低,可靠性高。

模拟信号失真度测量装置设计与实现

信号处理技术在电子领域的设计和应用中尤为重要。信号在开闭路传输过程中会受到环境、传输网络工作状态和应用元器件参数的影响,使其原有信号的性质发生改变,存在信号失真问题。基于TMS320F28335平台设计了信号失真度测量装置,首先将输入信号经过运放电路与偏移电路变换到模数转换器(analog to digital converter,ADC)允许的采样范围内,再通过快速傅里叶变换算法(fast Fourier transform,FFT)得到基波与谐波的归一化幅值,采用频域分析方法计算信号采样数据的失真度。同时,实现了将检测结果同步显示在触摸屏和手机程序上,增强了实际应用性。最后,通过实验测试表明,该信号失真度测量装置的测量误差达到了0.7%,且具有良好的实时性和稳定性。

一种基于能量重心矫正的信号失真度测量系统

以MSP432E401Y单片机为核心器件,设计了一款低成本高精度的信号失真度测量系统,采用能量重心矫正算法提升了精度。该系统由信号调理、信号测量分析与发送、手机APP、显示4部分组成。初步处理后的信号经过自动增益控制以及迟滞比较器后,可以为系统提供与基波同频率的脉冲,以便系统测量频率,设置不同的采样率,减轻栅栏效应影响。快速傅里叶变换(FFT)经过离散频谱的能量重心校正法校正后,对谐波参数的分析精确度明显提高。APP通过蓝牙从单片机接收数据,能够绘制信号波形,并显示谐波的归一化幅值。测试表明,装置对500 Hz~200 k Hz、(10~600)m V信号的频率、5次以内谐波的归一化幅值以及总谐波失真的测量误差绝对值小于1%,测量并显示等功能均在2 s内完成。

基于MSP432的高精度失真度测量仪设计

传统的测量仪采用数字信号处理器(digital signal processing,DSP)、STM32F429微处理器、现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)进行数据采集与分析,虽然数据收集和谐波分析可以有良好的结果,但是存在着测量精度不够和价格昂贵的问题。对此,本设计利用了快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)技术,以获得更准确的数据,基于MSP432设计了一款高精度、宽范围、成本较低、运算速度快,还能远端查看数据的失真度测量仪,根据测试,该设备可测量信号频率1~100 KHz,幅度15~600 mV,检测结果误差在1%左右。对信号的峰值、频率和失真度参数进行测量,并精确地获得了测量结果。对于维护非线性电力设备至关重要。

失真度仪校准结果的不确定度评定

本文介绍了用失真度仪检定装置DS-1C和多功能校准器5522A对失真度仪KH4137的不平衡电压表电压、不平衡电压表频响、失真度的校准不确定度评定。建立了不确定度评定数学模型,分析了测量过程中不确定度的分析来源,并计算了被测量的合成不确定度和扩展不确定度。

基于等效采样的周期信号失真度测量实现方法

针对周期信号失真度的测量,为了在降低电路硬件成本的同时保证较高的测量精度,采用自动增益控制电路对被测信号进行调理,使用MCU内部ADC对调理后的信号进行采样转换。为了突破ADC的最大采样速率对所分析信号的频率限制,提出实时采样与等效采样相结合的方法,从而实现对更宽频率范围的信号进行谐波分析。实验结果表明,该方法所测得的信号THD值相对误差小,测量过程简便,是一种高性价比的失真度测量方案。

谐波失真度测量装置的设计与实现

阐述一种谐波失真度测量装置的设计,采用MSP432E401Y单片机进行处理,采集分析多功能信号发生器输入的周期信号幅值、频率和谐波,测量输入信号的THDx值,从而实现信号失真度测量。

任意波形失真度的一种评价方法

鉴于失真度指标在评价波形总体质量方面具有的独特优势并获得广泛认可,在对任意波形失真度定义分析的基础上,提出一种使用波形非线性拟合方式进行任意波形失真度的评价方法.对于待评价的任意波形,首先通过模型平移,从时间维度上与被评价任意波形进行"相似拟合",然后通过最小二乘拟合,在幅度上与被评价任意波形进行拟合,从而得到被评价任意波形的最佳拟合曲线,进而计算得到任意波形的失真度.实验结果显示,该方法具有较强的可行性与适应性,能够解决对于任意波形失真度的评价问题,并进而解决对任意波形以及任意波发生器的计量校准问题.

曲线拟合法失真度测量的不确定度分析

概述了失真度测量的应用和研究现状, 介绍了基于曲线拟合法的失真度测量方法。结合失真度测量的实验, 对曲线拟合法失真度测量中的不确定度影响因素进行了分析。针对数据采集卡和曲线拟合引入的不确定度难于分析求解的问题, 基于失真度测量的误差修正公式和Parseval定理, 重点研究了曲线拟合法失真度测量结果的不确定度分析方法。该方法为失真度曲线拟合测量结果不确定度评定提供了科学的依据。

一种高精度失真度测量仪的研制

针对国产失真度测量仪的技术现状,本文开发了一种具有高基波抑制度、低谐波衰减率的有源T型桥基波抑制电路,提出了频率自动调谐方法,设计了实现该方法的电路,提高了失真度测量仪技术水平。实践表明:该失真度测量仪结构简单、精度高、测量范围宽、操作方便、价格低。

目标序列已知的周期波形总失真度的测量

介绍了一种周期性任意波形总失真度的定义及其评价过程和方法,其特点是已知目标波形的数据序列,借助于周期精确测量技术和相关分析实现基波位置参数的精确测量,平移对齐目标波形与测量序列的对应位置后,使用最小二乘法实现任意波形的最优估计,用时域能量方式计算失真,并对测量系统本身的影响进行了补偿。仿真和实验均验证了该方法的正确性及可行性。该方法可用于任意波发生器产生的任意波形失真度的精确测量和计量校准。

基于曲线拟合法的失真度测量及其数据处理研究

对当前正弦信号波形失真测量的现状进行了分析 ,讨论了基于曲线拟合法正弦信号波形失真度测量技术 ,并针对曲线拟合法参数求解困难的问题 ,提出了基于单纯形法的数据处理方法。实验结果表明单纯形法能够快速、精确求解曲线拟合方程 。

加速度谐波失真度对速度型地震计振动台标定的影响

本文对加速度和速度谐波失真度进行了理论计算,并基于美国国家仪器公司研发的实验室虚拟仪器工程平台(Labview),设计出低频振动信号数字化测量系统,实现了振动台面对加速度波形、速度波形及其失真度的测量.基于该系统的实验数据与中国计量科学研究院设定的参考值偏差较小.对地震计的测试结果表明,加速度波形及其失真度对振动波形的精度描述更为严格,能有效提高地震计振动测试的准确程度.

差分式地震检波器测试仪的失真度测试研究

失真度作为地震检波器的一项重要参数,其测试方法直接决定测试结果的精确度。现有检波器测试仪在失真度测试过程中受电路本身产生的噪声干扰较大,测试精度不能满足高精度地震检波器的测试要求。采用差分输入法进行失真度参数的测试,差分信号由高性能数模转换芯片内部的正弦信号发生器产生。信号处理部分采用二阶有源低通滤波器,使截止频率限定在100 Hz,实现低通效果。通过全差分的设计方式,减小了电路中的共模干扰,使通过地震检波器的正弦信号极大限度地接近标准正弦信号。信号采集部分选用24位模数转换芯片,达到高采集精度测试的要求。试验结果表明,失真度测试系统满足地震检波器测试仪器误差标准,精确度达到10-5数量级。全差分方法设计的测试电路在一定程度上提高了测试精度;同时,高性能芯片的选取对系统的测试结果也具有重要作用。

数字合成正弦波失真度分析

采用数字合成技术产生的正弦波存在波形失真，其失真度大小既与正弦函数一个周期内的转换点数Ｎ有关，也与Ｄ／Ａ转换器的字长Ｄ有关。利用傅立叶级数，本文分析了数字合成正弦波失真度与转换点数Ｎ，Ｄ／Ａ转换器字长Ｄ的数学关系，并对改进型方案的有关结论给予了补充说明。

一种基于HHT的失真度测试方法

正弦信号波形失真的精确测量是电学计量中一个基本问题,尤其是小失真度的测量一直是失真度测量中的重点和难点。为提高正弦信号失真度的测量精度,引入希尔伯特-黄变换(HHT)时频分析方法,采用一种基于HHT的基波拟合算法进行失真度测试,并通过大量实验仿真验证了该算法的正确性。运用该算法可以扩展失真度测量的频率范围,并实现小失真度的准确测量。

液压振动台建模与加速度波形失真度分析

针对液压振动台波形失真度大的现象,建立了液压振动台非线性数学模型,开展仿真分析,揭示液压振动台加速度波形失真度的主要原因。采用状态反馈的方法,选取系统共振频率附近作为工作点,线性化系统模型,以改善系统特性,仿真结果表明,该方法可以有效降低液压振动台波形失真度。

球形水果表面斑块成像失真度控制与实验

针对机器视觉在线分选时球形水果表面缺陷斑块在图像中形状、尺寸失真的问题,依据射影几何原理和通用成像配置,建立了斑块的成像普遍方程及斑块成像面积的通用算法,分析了斑块图像的面积失真规律;利用Matlab建立了满足特定分选准确度要求下有效采像区域与成像系统参数的配置关系,提出了一种有效采像区域的简化划定方法;分别以半球块和埃及甜橙为实验对象,利用NI Vision Assistant对工业相机采集到的、位于划定区域内的缺陷斑块进行了面积失真度校验。实验结果表明,特定采像条件下,当失真度阈值 A 为20%时,求得最小球心角λ 0 min 为79.32°来划定有效采像区域,采集到的5个半球块位于不同采像工位及其对应的采像姿态下的图像,有效采像区域内各缺陷斑块面积失真度均小于20%,满足失真度控制要求;同样地,5个埃及甜橙样本中,满足失真度要求的缺陷斑块比例分别达:97.38%、97.33%、94.22%、96.44%、97.78%。可见,利用球形水果表面缺陷斑块成像普遍方程预测结果进行图像的有效采像区域分割,即可实现对分选准确率的有效控制;通过测定有效采像区域中缺陷斑块面积进行分选阈值判断,有利于简化图像处理计算,为球形水果成像系统成像参数配置提供理论指导.