諧波分析中減小非同步采樣誤差措施的分析

這種方法在分析結果的同時，附加少量運算，達到了對采樣頻率進行修正的目的，而且加窗插值算法本身對非同步誤差就有修正作用，理論上講是比較理想的。

2) 用FFT結果求相位偏差對采樣頻率進行修正[6]。

這種方法每采一個點就要進行一次FFT運算，然后求得某一個被分析信號上一個分析窗口（第N-1個）與本次分析窗口（第N個）之間的相位差，由此得到此時的系統(tǒng)頻率為：

（11）

然后，根據(jù)計算結果對下一個采樣周期進行調整。

由以上分析過程可以看出，這種方法的計算量是相當大的，采樣頻率比較高時（比如6.4kHz及以上）一般的芯片是不能承受的。所以只適合采樣頻率比較低的情況。

3.2準同步技術[7]

準同步采樣技術是在同步采樣的基礎上，通過適當增加采樣點及采用相應的算法進行數(shù)據(jù)處理，去掉了同步采樣的同步環(huán)節(jié)，利用增加每周期的采樣點和增加采樣周期，同時采用新的算法，來達到同步誤差的最小化。

準同步算法有這樣的特點，在非同步采樣存在一個比較小的周期誤差的情況下，也可以通過遞推算法，算出周期函數(shù)的高準確度的平均值。將這種算法與DFT相結合：

（6）

令，顯然也是一個以T為周期的函數(shù)，故

（7）

結合式（5）可得

(8)

這樣只要求得，就可以準確得到的值。但是由于實際的采樣是非同步采樣，采樣時刻準確的t值不易準確獲得，的值也就不能準確求出。實際處理中只能以等分點處的和（第i個采樣值）的值來近似計算。這樣在周期偏差不是很大的情況下，用準同步算法適當選擇迭代次數(shù)也可以獲得的高準確度估計。實際中的迭代次數(shù)n根據(jù)估計的最大周期誤差選擇，n越大準確度越高。另外

（8）

可由與求相似的步驟得出。在參數(shù)選擇得當?shù)那疤嵯拢@種方法準確度比FFT提高一個數(shù)量級。

準同步算法的準確度受制約因素比較多，恰當?shù)倪x擇各個參數(shù)比較困難，現(xiàn)場應用有一定難度。

提高諧波測量精度的理論還在繼續(xù)向前發(fā)展，全面的了解已有的成果不僅有助于開發(fā)諧波分析裝置中選擇最合適的消除同步誤差的方式，也有助于新方法、新手段的提出。

4 存在的問題和研究趨勢

在減小非同步采樣誤差的措施中，加窗插值算法可以收到非常好的效果。很多文獻經對加窗插值公式進行推導、仿真證明了其可行性。但是該算法需要龐大的數(shù)據(jù)存儲器支持，普通的芯片難以承受。神經網(wǎng)絡理論和小波分析方法應用于諧波測量，是目前正在研究的新方法，它可以提高諧波測量的實時性和精度，但也有各自的不足。

綜上可見，解決非同步問題單靠一種技術很難達到目的。因此，在實際問題中針對不同的技術要求，應發(fā)揮軟硬件技術各自的優(yōu)勢，從不同發(fā)面解決非同步問題，以得到最好效果。對提高電能質量的要求呼聲越來越高的今天，諧波分析裝置面臨很廣闊的市場。如何提高國產諧波分析儀的精度和智能性，是業(yè)界人士面臨的一個問題。