[发明专利]一种频率无关的正弦信号相量计算方法

摘要

一种频率无关的正弦信号相量计算方法，1)综合信号频率和计算精度确定采样频率fs，并以固定采样间隔Ts＝1/fs获取信号的样本数据；2)计算信号基波频率fx(或周期)，采用过零检测法或傅氏测频法方法；3)根据信号频率(或周期)计算出信号的一个基频周期所需的最大采样点数N；N＝floor(fs/fx)，fs-采样率，fx-信号频率，floor-将小数向下取整的函数；4)分别选取信号N点和N+1点采样数据，计算信号N点DFT和N+1点DFT；5)利用两次DFT计算结果按下面两种表达式计算信号真实频点fx处的实部和虚部；最后计算出信号各次谐波的幅值和瞬时相位。本发明适用于计算精度和实时性要求较高场合，但信号频率随机变化的场合。

主权项

一种频率无关的正弦信号相量计算方法，其特征是步骤如下：1).综合信号频率和计算精度确定采样频率fs，并以固定采样间隔Ts＝1/fs获取信号的样本数据；2).计算信号基波频率fx(或周期)，可采用过零检测法或傅氏测频法[3]等方法[1][8]；3).根据信号频率(或周期)计算出信号的一个基频周期所需的最大采样点数N；N＝floor(fs/fx)fs‑采样率 fx‑信号频率 floor‑将小数向下取整的函数；4).分别选取信号N点和N+1点采样数据，计算信号N点DFT和N+1点DFT；5).利用两次DFT计算结果按下面两种表达式计算信号真实频点fx处的实部和虚部； y x = y 2 · ( f x - f 1 ) + y 1 · ( f 2 - f x ) f 2 - f 1 或 y x = y 2 · N N x · ( N + 1 - N x ) + y 1 · N + 1 N x ( N x - N ) Nx＝fs/fx    N＝floor(fs/fx)式中：Nx‑每周期采样点数，N‑每周期最大的整数采样点数f2对应采用N点DFT计算时所得基频(f2＝1/NTs)f1对应采用N+1点DFT计算时所得基频(f1＝1/[(N+1)·T]))fs‑采样率 fx‑信号频率 floor‑将小数向下取整的函数y1‑对应信号N点DFT结果中基波或谐波的实部或虚部y2‑对应信号N+1点DFT结果中基波或谐波的实部或虚部计算结果yx‑插值所得最终基波或谐波的实部或虚部6).计算信号各次谐波的幅值和瞬时相位。