ПРИМЕНЕНИЕ КВАДРАТУРНОЙ ДЕМОДУЛЯЦИИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА

А.Р. Сенченко, А.Н. Серов
DOI: 10.25699/SSSB.2019.27.37222 Download PDF
Аннотация: В настоящее время среди параметров сигналов электрических сетей наибольший интерес представляют такие параметры, как среднеквадратическое значение (СКЗ), частота, амплитудный спектр, активная, реактивная и полная мощности. Поскольку большинство нагрузок таких сетей, как правило, нелинейные, то происходит искажение формы сигналов напряжения и, в большей степени, тока. Реальные напряжение и ток относятся к классу полигармонических сигналов: содержат спектральные составляющие (гармоники), кратные основной частоте сигнала. Известные методы измерения СКЗ, амплитудного спектра, активной, реактивной и полной мощности гармоник для случая полигармонических сигналов основаны на определении комплексных спектров напряжения и тока. В работе рассмотрено измерение спектра электрических сигналов методом квадратурной демодуляции. В случае применения данного метода измерения, основными источниками погрешности измерения параметров сигнала являются: неидеальности амплитудно-частотной характеристики выходного фильтра демодулятора, наличие гармоник в спектре сигнала, отклонение частоты входного сигнала от номинального значения. В данной работе рассмотрено влияние использованных фильтров различных типов (БИХ-, КИХ- и каскадно-гребенчатых) на значение погрешности измерения амплитудного спектра. Выполнено имитационное моделирование в программах Matlab и Simulink. Получены результаты имитационного моделирования для каждого из рассмотренных типов фильтров для следующих случаев: входных сигналы – синусоидальные; входных сигналы – полигармонические; входных сигналы – синусоидальные с искажением белым шумом. Для случая синусоидальных входных сигналов рассмотрено влияние отклонения частоты входного сигнала от номинального значения. Выполнено сравнение использованных фильтров с точки зрения сложности реализации и погрешности измерения. Показано, что среди рассмотренных фильтров наименьшей погрешности измерения амплитудного спектра удается достичь при применении интеграторов-гребенчатых фильтров (ИГФ). Данный тип фильтра также является наиболее простым с точки зрения аппаратной реализации (среди рассмотренных типов фильтров). Рассмотрена возможность применения дополнительного КИХ фильтра-компенсатора для повышения точности измерения.
Ключевые слова: спектр электрических сигналов, квадратурная демодуляция, цифровая фильтрация, интеграторыгребенчатые фильтры.

Контакты

Россия, 659305, Алтайский край, г. Бийск,
ул. Трофимова, 27, к. 404Б
Тел. +7-923-162-93-27
(ответственный секретарь -
Голых Роман Николаевич)
e-mail: info@s-sibsb.ru

Свидетельство