Hanning窗在电力系统谐波分析中的应用

采用FFT算法对电网信号进行谐波分析时很难做到同步采样和整数周期截断,由此造成的频谱泄漏和栅栏效应将影响到谐波分析的结果。本文应用矩形窗和Hanning窗的加窗插值FFT算法分析非同步采样的电力系统谐波,经过MATLAB仿真证明：采用基于Hanning窗的加窗插值FFT算法能够大幅度降低由非同步采样造成的误差,最后给出了实现该算法的C语言程序。     

高频数字抽取滤波器的设计

设计了采样频率为640 MHz、过采样率为64的高频数字抽取滤波器。该数字抽取滤波器由CIC(Cascaded Integrator Comb)滤波器(降16倍)、CIC补偿滤波器(降2倍)和半带滤波器(降2倍)组成。为了实现高频工作,CIC滤波器采用两级结构,第一级采用多相分解技术,使大部分结构工作在较低时钟频率下,极大地降低了CIC的功耗,第二级采用传统结构。CIC补偿滤波器使信号通带平坦,半带滤波器满足了阻带的衰减要求。为了验证数字滤波器的性能,搭建了四阶前馈—反馈结构ΣΔ调制器,作为数字抽取滤波器的输入,最终在输入信号频率为0.5 MHz时,数字抽取滤波器输出的信噪比为97.40 dB。     

基于准同步采样光伏发电系统谐波分析方法

在非同步采样的情况下,针对现有的检测方法存在计算量大、实时性差、频谱泄露以及栅栏效应等缺陷,提出一种基于同步采样的谐波检测算法,首先将非同步采样序列准同步化,然后利用基于Nuttall窗改进的FFT谐波分析算法进行对准同步化的序列运算,将整个基于准同步谐波分析方法应用于自主研制的光伏发电综合测量装置中。测试结果表明,该方法能够有效地消除光伏发电系统中频率波动等现象带来的影响,抑制频谱泄露效果良好,提高了计算谐波参数的准确度,并且具有较高的抗干扰能力。     

基于Blackman-Harris相位差校正信号谐波分析方法

运用快速傅里叶变换(FFT)进行电力谐波分析时很难做到同步采样和整周期截断,造成的频谱泄漏将影响谐波分析精度.本文引入Blackman-Harris窗函数,分析其时域和频域特性,采用Blackman-Harris窗对谐波信号进行加权,结合相位差校正原理,用于谐波分析.推导了信号基波及各次谐波频率、幅值和初相角的计算式,...     

基于虚拟仪器的正弦信号失真度分析仪

频谱分析法是目前信号失真度测量的常用方法，但谐波分析的频谱泄露问题会严重影响测量精度。本文介绍一种基于虚拟仪器的正弦信号失真度分析仪。仪器硬件主要由计算机和数据采集卡组成，仪器软件采用FFT对信号进行谐波分析，计算信号的失真度，并采用软件二次采样方法和软件测频技术实现信号的近似同步采样，有效的抑制了频谱泄露。保证了测量精度。     

基于跟踪微分器的基波测量方法研究

电网基波参数特别是基波频率在谐波分析与治理中具有重要的地位,也是电能质量、电能计量以及电力系统控制等领域的重要技术指标。在非同步采样情况下,针对基于频域法测量基波频率存在频谱泄露现象和测算精度不高的问题,提出了基于跟踪微分器(Tracking Differentiator,TD)的基波参数时域测量方法。该方法的主要思想是将检测到的基波信号通过TD来获取基波跟踪信号及其微分跟踪信号,再通过这两个信号的最大幅值即可获取基波的幅值、频率和初相位参数。仿真结果表明,本文方法只需要60%额定工频周期窗口的样本数据即可获得较高精度的基波参数测算值,是一种有效的基波参数测量方法。     

基于频率跟踪插值抽取法的电参量计算

在智能化采集控制单元的采样频率被固定的情况下,如果电网信号频率发生偏移,计算电参量有效值就会发生频谱泄露和栅栏效应,导致测量精度不高、误差较大,频率跟踪插值抽取法则可以克服因为信号频率偏移后出现的一系列问题。通过实例仿真结果表明,该方法在频率偏移情况下,能保证电压、电流有效值计算精确,低次谐波分析准确。并给出了该算法的运用前提条件和信号实际频率的测量方法,从根本上解决了频谱泄露和栅栏效应的问题。     

基于CIC滤波器原理的音频信号快速重采样算法

针对现有音频信号重采样算法普遍具有的计算开销大的缺点,提出一种基于级联积分器与梳状(CIC)滤波器原理的音频信号快速重采样算法,应用于计算资源有限的嵌入式系统中。构造同时包含内插和抽取环节的三级CIC重采样滤波器,并根据其工作过程提出一种基本的音频信号重采样算法。推导由积分器寄存器值计算重采样值的公式,替代基本重采样算法中耗时的内插循环操作,从而得到音频信号快速重采样算法。该快速算法不需要存储滤波器系数,计算开销极小,在满足奈奎斯特采样定理的前提下可实现任意采样率转换,极大地提高了嵌入式音频重采样系统的性价比。     

Goertzel算法在线性系统幅频特性测试中的应用

针对稳态响应信号的幅值检测,提出了采用Goertzel算法实现的方法。介绍了Goertzel算法原理及实现结构,根据稳态响应信号的频率确定对应的采样频率和采样点数,以达到整周期采样,从而避免频谱泄露对计算精度的影响。对典型线性系统的幅频特性测试进行仿真,结果表明该方法计算量小、效率高和测量精度较高,具有很好的实用性。     

基于FFT和闭环采样控制的科氏质量流量计信号处理系统

针对新型的直管型和微弯管型科氏质量流量计(CMF)基频较高,满量程相位差微小的特点,提出一种以FFT算法为核心,由FPGA硬件逻辑及外围电路实现频率跟踪,通过调整DDS产生可变时钟实现AD采样频率闭环控制的CMF信号处理系统,以满足FFT算法整周期采样的条件,减小由于非整周期截断带来的频谱泄露对计算精度的影响,实现了实...     

用于Sigma—DeltaADC的数字抽取滤波器研究

该文提出了一种对数字抽取滤波器的参数进行自动优化设计的方案。针对降低数字抽取滤波器的面积和功耗,对确定合适的CIC抽取滤波器的级联数目和抽取因子以及半带滤波器的级联数目和阶数进行了讨论和分析。采用上述方案,实现了一个256倍的降频,输入信号采样频率为512kHz,输出信号频率为2kHz,输出信号的信噪比（SNR）为110dB的数字抽取滤波器。最后用Simulink软件进行了仿真验证。     

∑-Δ微加速度计的抽取滤波器设计

设计一种数字抽取滤波器,用于∑-△微加速度计的研究。分析了抽取滤波器的实现结构;基于Matlab平台,利用Simulink的过滤器分析工具包（FDATool）,详细介绍了级联积分器梳状（CIC）滤波器和半带滤波器的设计过程,并给出它们相应的结构图;对滤波器的性能进行了仿真和分析。结果表明：抽取滤波器实现了256倍抽取,分辨率达到了20bit,该滤波器能正确再现输入加速度信号。     

Design of CIC roll-off compensation filter in a W-CDMA digital IF receiver

In a digital intermediate frequency (IF) receiver, decimation is performed to reduce the computational complexity and cascaded integrated comb (CIC) filter is used together with the decimation as an anti-aliasing filter. However, the CIC filter generates the roll-off phenomenon in the pass-band, which causes the receiving performance to be considerably degraded due to the distorted pass-band flatness of the receiving filter. In this paper, we propose a design method of the CIC roll-off compensation filter to reduce the performance degradation due to the roll-off characteristics of the CIC filter for a W-CDMA digital IF receiver. The performance of the proposed CIC roll-off compensation filter is confirmed through computer simulation in such a way that bit error rate (BER) is minimized by compensating the roll-off characteristics. In addition, the proposed method can be used in the design of a digital-to-analog (DAC) compensation filter and interpolator in the transmitter.     

基于FPGA的CIC滤波器的设计

级联积分梳状(CIC)滤波器是一种被广泛应用于软件无线电中实现抽取或者插值的高效滤波器.它主要用于降低或提高采样率,同时也具有低通滤波的作用.CIC滤波器的主要特点是,仅利用加法器、减法器和寄存器(无需乘法运算),占用资源少,实现简单且速度高.针对软件无线电中的多速率信号处理技术,以降低采样率为例,首先简要总结了CIC滤波器的理论要点,重点介绍了基于FPGA的CIC滤波器具体设计方案和实现方法;然后运用VHDL语言在FPGA上进行了仿真、综合,仿真结果验证了设计的有效性和可行性.最后将其成功地运用于DDC芯片的开发中.     

Design of wideband CIC compensator filter for a digital IF receiver

This paper presents the multiplierless CIC compensation filter based on the 2M-order filter and the sharpening technique. This technique proposed by Kaiser and Hamming attempts to improve the pass band and the stop band of a symmetric nonrecursive filter using the multiple copies of the same filter. We have considered the simplest sharpening polynomial that improves the frequency characteristic with minimum increase in computational complexity. The proposed filter provides wideband compensation over the specified CIC main lobe bandwidth. The design parameter is a single integer b which depends on K, the number of cascade CIC stages and is independent on the decimation factor M. The values of b tabulated here were obtained from MATLAB simulations. A number of demonstrated characteristics make the proposed structure a good candidate for software defined radio (SDR) applications.     

改进的抽取滤波器设计

在Sigma-Delta ADC芯片中,数字抽取滤波器电路占据了大部分面积。所设计的改进型Hogenauer CIC滤波器,将梳状部分进行优化,采用控制单元、加法器和寄存器代替传统Hogenauer CIC滤波器中的差分器,从而减小数字电路的面积。一个采用这种结构的4阶32倍降采样数字滤波器在Stratix Ⅱ系列2S30 FPGA芯片中实现。经过测试,耗费的硬件资源比传统Hogenauer结构滤波器减少11%。     

用MATLAB在FPGA芯片中实现数字下变频设计

数字下变频在接收系统的数字化和软件化过程中起到了至关重要的作用。该文研究了高倍抽取的数字下变频设计，重点分析了基于级联积分梳状滤波器和级联半带滤波器的多级抽样频率算法。采用最新的设计软件Systemgenerator软件可以方便地在MATLAB中实现算法仿真并可生成FPGA芯片的下载文件，简化了设计流程，降低了开发成本和周期。提出了一种基于计算机ISA总线的系统验证方法。用Systemgenerator设计和仿真基于FPGA芯片的的硬件设计有效地验证了算法并降低了试验成本，是一种好方法。     

有功电能计量IP核的设计

对有功电能计量的数学模型进行了分析,给出了相应的IP核实现模型,并详细讨论了CIC抽取滤波器、IIR高通滤波器、FIR低通滤波器、数字频率变换等模块的原理与设计。利用Simulink模型进行了仿真,用VHDL作为设计语言,在QuartusⅡ软件下完成综合和仿真,并在Altera公司的FPGA芯片CycloneⅡEP2C35F484C8目标板上实现设计。     

高阶∑△ADC中的抽取滤波器的设计

从电路实现和降低功耗的角度出发,优化并改进了梳状滤波器结构,同时设计了 FIR 补偿滤波器对其通带衰减进行补偿,通过合理的硬件电路安排来节省面积、提高速度,最终完成了高阶∑△ADC 中的抽取滤波器的设计。经过 Matlab 仿真,该滤波器阻带衰减为-65dB,通带纹波为±0.05dB,过渡带为0.454fs～0.583fs,经过 VerilogXL 和系统验证,该滤波器完全满足∑△ADC 的系统要求。     

无线通信系统数字变频算法设计与实现

数字下变频是射频拉远单元（RRU）中重要组成部分。该文研究了高倍抽取的数字下变频设计,重点分析了基于级联积分梳状滤波器、级联补偿滤波器、级联根升余弦滤波器的多级抽样频率算法。参考移动通信系统参数提出了一种基于Xilinx Spartan6系列FPGA XC6SL9-2CSG256数字下变频实现方案,实现了高速、高性能的数字下变频。完成了系统的软、硬件实现,并通过综合仿真与测试验证了系统的正确性。