[发明专利]一种宽频带同步采样方法

权利要求书

1.一种宽频带同步采样方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、电压调理/分档模块对输入电压进行分档，得到四相电压U_A、U_B、U_C、U_N；

(2)、提取任意一相电压作为参考电压，输入至抗混叠滤波器，滤除参考电压中的谐波分量；

(3)、通过一路ADC模块对滤波后的参考电压进行定频采样，再将定频采样数据发送给FPGA；

(4)、FPGA根据定频采样数据计算参考电压的基频值，再对该基频值进行倍频后用于控制八路ADC模块同步采样；

(5)、电流调理/分档模块对输入电流进行分档，得到四相电流I_A、I_B、I_C、I_N；

(6)、将四相电压U_A、U_B、U_C、U_N和四相电流I_A、I_B、I_C、I_N输入到抗混叠滤波器组，滤除四相电压电流的谐波分量；

(7)、八路ADC模块根据基频值对滤波后的四相电压电流进行同步采样，得到电压电流的同步采样数据，再通过FPGA输出；

其中，所述的基频值的计算方法为：

(2.1)、对定频采样数据x(n)进行离散傅里叶变换；

其中，n＝0,1,…,N-1，N为采样点数；

(2.2)、根据傅里叶变换结果找出最大幅值对应的频率点f₀；

(2.3)、频谱分辨率Δf＝f_s/N，其中，f_s为采样率；则第k点的频率为f_k＝k·Δf＝k·f_s/N，那么X(f_k)为：

(2.4)、将第k点的频率f_k看成是连续变化的频率f，对频谱进行无限细化，得到X(f)：

(2.5)、在频率点f₀附近，对无限细化后的频谱进行搜索，找出极大值点，该点对于的频率值即为基频值；

进一步地，所述步骤(2.5)中，对无限细化后的频谱进行搜索的方法为：

(3.1)、先利用黄金分割法对无限细化后的频谱进行搜索

(3.1.1)、设置第一次搜索的初始区间[a₁,b₁]及精度要求L＞0，a₁＝f₀-σ,b₁＝f₀+σ，σ为搜索区间的半径；设置频率试探点λ₁和μ₁；

λ₁＝a₁+0.382(b₁-a₁),μ₁＝a₁+0.618(b₁-a₁)

(3.1.2)、计算频率试探点λ₁和μ₁对应的幅值和

(3.1.3)、判断与的大小，如果则进入步骤(3.1.4)，否则进入步骤(3.1.5)；

(3.1.4)、置a_k+1＝λ_k，b_k+1＝b_k，λ_k+1＝μ_k，μ_k+1＝a_k+1+0.618(b_k+1-a_k+1)，k为迭代次数，k＝1,2,…；

(3.1.5)、置a_k+1＝a_k，b_k+1＝μ_k，μ_k+1＝λ_k，λ_k+1＝a_k+1+0.618(b_k+1-a_k+1)；

(3.1.6)、置k＝k+1，再返回步骤(3.1.2)进行下一轮的迭代，当满足b_k-a_k＜L时，迭代停止；

(3.2)、利用牛顿法在区间[a_k,b_k]进行极大值搜索

(3.2.1)、设置初始频率点x⁰，a_k≤x^j≤b_k，允许误差ε＞0，迭代次数j＝0；

(3.2.2)、计算初始频率点x⁰对应的幅值判断与允许误差ε的大小，若则迭代停止，得到极大值对应的频率点x⁰；否则进入步骤(3.2.3)；

(3.2.3)、置j＝j+1，j为迭代次数，j＝0,1,…；计算出频率点x^j+1，再返回步骤(3.2.2)；

其中，X'()表示求一阶导，X”()表示求二阶导。

2.根据权利要求1所述的一种宽频带同步采样方法，其特征在于，所述的抗混叠滤波器组由8个抗混叠滤波器构成，分别对每一相电压电流进行滤波。