专利名称：一种交流电信号的频率测量方法
技术领域：
本发明涉及一种交流电信号的频率测量方法，也可以用于固定频率或频率变化不 大的低频正弦信号的频率测量。
背景技术：
在日常生活、生产过程中常常需要监测信号的频率。在现有的低频信号的频率测 量方法中，多是将低频信号先通过整形电路形成方波，检测方波相邻两个上升沿或者下降 沿的时间间隔T，求倒数得出频率，但是这种方法的抗干扰能力较差。除此之外还有一些软 件测量频率的方法，比如零交法、解析法、误差最小化原理类算法、DFT类算法、正交去调 制法等等。这些算法有些易于实现，但由于精度较低而不能投入实用；有些算法的测量效果 不错，但由于运算量过大也不能投入实用。业界需要的是一种运算量不大且具有一定测量 精度的软件频率测量方法。发明内容
本发明解决的技术问题是针对现有技术中交流信号的频率测量精度不够准确或 者是测量过程中运算量过大的缺点，提出一种交流电信号的频率测量方法，该方法也可以 用于固定频率或频率变化不大的低频正弦信号的频率测量。
为解决上述技术问题，本发明提出一种交流电信号的频率测量方法，包括以下步 骤
步骤1)，对被测电信号进行采样，得到被测电信号的采样值；在电信号的采样值 的某一个零点附近选择任意组合的η个采样点；
步骤i)，假设每个采样点的采样时间为ti，采样值为yi，则η个采样点的采样值的 平均值M和平均采样发生时间T表示为
权利要求
1.一种交流电信号的频率测量方法，其特征在于包括以下步骤步骤1)，对被测电信号进行采样，得到被测电信号的采样值；在电信号的采样值的某 一个零点附近选择任意组合的η个采样点；步骤幻，假设每个采样点的采样时间为采样值为则η个采样点的采样值的平均 值M和平均采样发生时间T表示为ηηΣ ^M1 = -J~ ,T1 = ；TlTl上式中，η彡1，η、i、j均为自然数，则(Mj, Tj)表示一个虚拟点； 步骤幻，根据被测电信号在过零点附近的交流电信号是上升或下降的过程、电信号有 效值或者峰值，以及步骤幻所述η个采样点的采样值的平均值Mj，通过查表的方式来获得 一个时间差T'」，所述时间差T'」代表纯正弦信号下，离虚拟点(Mj, Tj)最近的过零点与 该虚拟点之间的时间差；对应的过零点时间为1^ = Tj+T' j ；Μ,M其中上述查表所涉及的表格共有两列，其中第一列是^ 或者，表格 M1的第二列是P p ^、估对应的时间差T' j; 〈目万有效值步骤4)，依次在电信号采样值的其它零点附近选择任意组合的η个采样点，重复步骤 2)和步骤幻得到若干个过零点时间，根据这若干个过零点时间，计算得出被测电信号的周 期或频率。
2.根据权利要求1所述的交流电信号的频率测量方法，其特征在于步骤1)所述对电 信号进行采样是等时间间隔采样或者是不等时间间隔采样。
3.根据权利要求1所述的交流电信号的频率测量方法，其特征在于步骤1)所述的采 样为对电信号的整周波进行采样。
4.根据权利要求1所述的交流电信号的频率测量方法，其特征在于步骤4)中所述的 计算被测电信号的周期或频率的具体步骤如下重复步骤幻、步骤幻得到若干个过零点时 间 Tzl，Tz2，Tz3. · · Tzj, TZJ+1, TZJ+2. · · Tzn. · ·，则被测交流电信号的周期Tpj = Tzj+2-Tzj，被测交流电信号的频率巧=^r= T l_T。1Pi 1Zj+2 1Zj
5.根据权利要求1至4中任一项所述的交流电信号的频率测量方法，其特征在于在 步骤2)中还包括对采样点的平均值M进行修正的步骤，所述修正的步骤如下a)设由计算得到的交流电信号前几个周波的周期依次为Tpk_3，Tpk_2，Tpk_i;Tpk,当前几个 周波的周期不存在或得不到时，令其等于交流电标准周期；b)预测的当前周波的周期表示为Tp = K1XTpk+K2XTpk_1+K3XTpk_2+K4XTpk_3 ；其中 &、1(2、1(3、1(4 为任意常数，但须满足条件 K1+K2+K3+K4 = 1 ；c)M修正值=MXTp+交流电标准周期。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的交流电信号的频率测量方法，其特征在于还 包括以下步骤重复步骤1)到步骤4)，测量出被测电信号的若干个周期或频率值，然后对得到的若干个周期或频率值采用平均法计算出最终频率。
全文摘要
本发明提供了一种交流电信号的频率测量方法。该方法包括以下步骤对被测电信号进行采样；根据采样值，在信号零点附近选择若干个采样点，计算若干个采样点的采样值的平均值和平均采样发生时间；由当前信号的特点和经查表获得一个时间，由来表示该信号的过零点；根据过零点，计算被测信号的周期或频率。本发明不需要将交流电信号转换成方波，尤其适合于固定频率的低频正弦信号的频率测量，系统检测方便，硬件开销小；系统具有一定的抗干扰能力；实现简单合理，数据准确、可靠。
文档编号G01R23/02GK102033161SQ20101059339
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者戴尔晗 申请人:南京邮电大学