[发明专利]一种超高次谐波测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种超高次谐波测量装置，包括具有网络接口和网络物理层接口以及模拟输入接口和数字输出输出接口的背板；其特征在于：

所述模拟输入接口通过一组并联的滤波转换电路分别接FPGA的相应输入端，所述滤波转换电路由带通滤波器和数模转换器组成；

所述数字输出输出接口通过背板网络接口和网络物理层接口接FPGA的对应输入端；

所述带通滤波器由串接的模拟前端电路、并联的第一和第二滤波电路构成；

所述模拟前端电路由将单一输入变换为两路原始输入的两路跟随回路构成，用以分别将2—9KHz、9—150KHz的信号传输到相应的滤波电路；

所述第一滤波电路由串联的第一低通滤波回路和第一高通滤波回路组成，用以提取原始输入信号中9KHz以下及150KHz以下的信号；

所述第二滤波电路由串联的第二低通滤波回路和第二高通滤波回路组成，用以提取原始输入信号中2KHz以上及9KHz以上的信号；

所述第一滤波电路和第二滤波电路分别通过相应的信号调制电路接对应的数模转换器的输入端，用以将滤波后的信号放大并抬升到预定采样精度和分辨率；

所述数模转换器的输出端接FPGA的相应输入端口。

2.根据权利要求1所述超高次谐波测量装置的测量方法，其特征在于所述FPGA按以下步骤进行：

第一步、将预定个数的周波数据分成等间隔的时间片；

第二步、每个时间片里取连续的预定数量的采样值作为计算时间窗口，进行DFT或FFT变换，得到所需频率分辨率；

第三步、取预定个频率分量，以得到的频率分辨率为间隔，分别去掉预定数的最低结果和最高结果；

第四步、从保留结果中进行取最大、取最小及平均值操作，得到各高次谐波的最大、最小和平均值。

3.根据权利要求2所述超高次谐波测量装置的测量方法，其特征在于：预先实测出所述带通滤波器的第一和第二滤波电路在预定频率点的幅频特性，得到一个分段滤波系数；再利用所述实测得到的幅频特性，采用插值法求出9-150KHz全频段的幅频特性滤波系数，用以修正所述第一滤波电路和第二滤波电路滤波后的信号。

4.根据权利要求2或3所述超高次谐波测量装置的测量方法，其特征在于：所述第二步中，按2的n次方逐渐增加预定数量的采样值计算时间窗口，分别进行DFT或FFT变换，得到一组频率分辨率；根据硬件计算能力确定其中最合适的数据窗口对应的频率分辨率，作为所需频率分辨率。