DSP在電能表中的應(yīng)用(04-100)

　　在數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用中往往需要設(shè)計(jì)線性相位的濾波器，F(xiàn)IR濾波器在保證幅度特性滿足技術(shù)要求的同時(shí)，很容易做到嚴(yán)格的線性相位特性。為了使濾波器滿足線性相位條件，要求其單位脈沖響應(yīng)h(n)為實(shí)序列，且滿足偶對(duì)稱和奇對(duì)稱條件，即h(n)=h(N-1-n)和h(n)=-h(N-1-n)。當(dāng)N為偶數(shù)時(shí)，偶對(duì)稱線性相位FIR濾波器的差分方程式為：

　　由此可見，F(xiàn)IR濾波器不斷地對(duì)輸入樣本x(n)延時(shí)后，再作乘法累加算法，將濾波結(jié)果y(n)輸出，因此，F(xiàn)IR實(shí)際上是一種乘法累加運(yùn)算器。在數(shù)字濾波器中，F(xiàn)IR濾波器的最主要特點(diǎn)是沒有反饋回路，故不存在不穩(wěn)定的問題；同時(shí)，可以在幅度特性隨意設(shè)置的同時(shí)，保證精確、嚴(yán)格的線性相位。穩(wěn)定和線性相位特性是FIR濾波器的突出優(yōu)點(diǎn)。下面是FIR濾波器設(shè)計(jì)的子程序:

　　數(shù)據(jù)處理方式

　　數(shù)據(jù)處理主要是對(duì)采集的離散化信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，利用快速傅里葉算法對(duì)電信號(hào)進(jìn)行分析(見圖 2)。

　　在DSP中最常用的方法是頻域分析法。對(duì)于一些序列長(zhǎng)度小的，通常采用離散傅里葉變換(DFT的精確定義為:，而序列長(zhǎng)度大的，通常采用快速傅里葉變換(FFT)。FFT的運(yùn)算速度要比DFT的運(yùn)算速度快得多，但DFT的靈活性比較強(qiáng)。如果需要求出少量的頻域值，DFT方法可以比FFT運(yùn)算量小，數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度可以是任意的，并且N個(gè)輸出值的計(jì)算是相互獨(dú)立的。由于DFT的輸出是復(fù)數(shù)，所以實(shí)部和虛部包含在兩個(gè)N長(zhǎng)度的數(shù)組中，對(duì)于輸出的結(jié)果可以通過計(jì)算機(jī)軟件(MATLAB)進(jìn)行仿真。計(jì)算和繪制DFT的輸出結(jié)果，通過FFT在DSP中的應(yīng)用，計(jì)算出N次諧波分量，從而提高了電能表上的各種技術(shù)參數(shù)。

　　結(jié)語

　　目前，DSP技術(shù)已成功應(yīng)用在DTSD22型0.5S電子式三相多功能電能表中。■