毕业设计(论文)-电力系统接地电阻的智能测量的系统设计

毕业设计
题目：电力系统接地电阻的智能测量
的系统设计
院：电气信息学院
专业：电气工程及其自动化班级：0708 学号：01 学生姓名：
导师姓名：
完成日期： 2011年 6 月 4日
毕业设计（论文）任务书
题目：电力系统接地电阻的智能测量的系统设计
姓名院电气信息学院专业电气工程及其自动化班级0708 学号01
一、指导老师职称副教授教研室主任
1、研究国内外电力网接地电阻测试线装。

2、完成电力系统接地电阻智能测试系统的总体构思。

3、研究测量原理与技术。

4、完成硬件系统设计。

5、完成软件系统设计。

6、撰写毕业设计说明书。

二、进度安排及完成时间：
1：第一周至第二周：查阅资料，撰写文献综述和开题报告。

2：第三周至第四周：毕业实习。

3：第五周至第六周：完成智能测试系统的总体框图。

4：第七周至第八周：完成各单元电路设计。

5：第九周至第十周：完成总体硬件电路设计。

6：第十一周至第十二周：完成系统软件设置。

7：第十三周至第十四周：撰写毕业设计说明书。

8：第十五周至第十六周：6-15至6-18，毕业答辩。

目录
第1章绪论 (3)
1.1 课题背景介绍及研究意义 (3)
1.2 接地电阻测试方法的发展现状 (4)
1.2.1 接地电阻测量的基本原理 (4)
1.2.2 伏安法(电压—电流表法) (4)
1.2.3 E型摇表法 (4)
1.2.4 数字式接地电阻测试仪 (5)
1.2.5 主要研究内容和关键技术 (5)
1.3 应用前景分析 (6)
第2章设计总体构思及干扰分析 (7)
2.1 设计总体构思 (7)
2.1.1测试原理 (7)
2.1.2 硬件原理框图 (8)
2.1.2 软件程序框图 (8)
2.2系统干扰信号分析 (9)
2.2.1 使用三重屏蔽，减少电磁干扰 (10)
2.2.2 使用带通滤波器，限制采样信号带宽 (11)
2.2.3 特定频率信号的DFT检波 (12)
2.2.4 同频干扰信号分离 (19)
第3章测量系统的硬件设计 (21)
3.1单片机硬件系统的配置 (21)
3.1.1 单片机选型 (21)
3.1.2 C8051F005单片机系统说明 (22)
3.2 单片机外围电路模块设计 (23)
3.2.1 电压偏移电路 (23)
3.2.2 JTAG接口电路 (24)
3.3 微弱电流信号前置放大电路设计 (25)
3.3.1 微电流测试基本原理 (26)
3.3.2 微电流放大电路元器件的选择 (26)
3.3.3 放大电路结构的改进 (27)
3.4 程控滤波器电路模块设计 (28)
3.4.1 硬件连接电路图 (30)
3.5 液晶显示电路设计 (30)
3.5.1 液晶管脚接口说明表 (31)
3.5.2 液晶显示电路硬件连接图 (32)
第4章测量系统的软件设计 (33)
4.1 液晶显示 (33)
4.2 干扰信号频率检测 (33)
4.3 正弦电压激励信号发生 (35)
4.4 可编程滤波器软件设计 (36)
4.5 电压电流数据采集 (38)
4.6 数字信号处理 (40)
4.6.1 DFT选频检波及同频信号矢量分解 (40)
4.6.2 接地电阻计算 (42)
参考文献 (43)
附录：总电路图 (44)
第1章绪论
1.1 课题背景介绍及研究意义
为了维护电力系统安全可靠运行，保障电气设备与运行工作人员安全，发配电设备的质量和各种保护系统的质量指标固然十分重要，而一个安全可靠的接地系统，对电力系统的安全运行和防止事故的发生同样具有十分重要的意义，接地系统的好坏直接关系到电气设备正常工作和人身的安全。

因为接地不良而造成设备故障的情况屡有发生，全国各地就曾多次发生因接地网的问题而造成重大事故的事例。

衡量接地系统的标准包括接地电阻、跨步电阻、接触电阻、均衡电位、泄流能力、抗腐能力等，而接地电阻的大小是判断接地系统合格与否的主要判据之一。

接地电阻测试仪是检验测量接地电阻的常用仪表，也是电气安全检查与接地工程竣工验收不可缺少的工具，传统的接地电阻的测量方法，通常是断开接地线与电力设备的连接，采用摇表法进行测量，他是一种离线激励测量方法，存在着明显的缺点；
⑴在测量时电力设备需要停电，影响了电网的正常供电和用户的生产生活用电，会造成极大的经济损失，特别是在电力短缺、社会生产生活各方面对连续供电的迫切需的现实情况下，要一些大型枢纽发变电站停电或临时断开主变中性接地点的困难较大，所以这种离线测试方法明显不适用于现在社会电力设备运行的实际要求。

⑵每次测量时都要打两个或两个以上辅助地极，这不仅增加了维护的劳动强度，浪费大量的人力物力，而且许多现场情况无法打辅助地极，如果周围是水泥地会更加不便;打地桩地点的选择要经过计算，测试结果受具体打桩地点地质和周围地形的影响，有时在打辅助地极时无法满足在地网对角线方向上电流辅助极距地网约40m、电压辅助极距地网20m这一要求。

⑶离线测量方法测试到的仅仅是接地线的电阻是否符合要求，对于连接到电力设备之后，整个系统工作是否良好无法进行判断。

因此，在电力系统的接地电阻日常测试中，迫切需要一种不必断开接地线就能够方便地测量接地电阻的在线智能测量系统，本课题就是应此需求而产生的。

研究的是一种新型的接地电阻测量系统，它改变了测试接地电阻传统的测量原理和手段。

无需打辅助地桩，无需断开设备电源，无需将接地体与设备隔离，可在不断开接地系统的条件下进行接地电阻的在线智能测量。

1.2 接地电阻测试方法的发展现状
1.2.1 接地电阻测量的基本原理
接地电阻测量的基本方法是设法在电流极和被测接地体之间注入交流电流I，此时在被测接地体和电压极之间可获得一电压U，通过测量该电流和电压值，根据欧姆定律R U I
=，即可计算出被测接地体的接地电阻。

可以说各种接地电阻测试仪都是根据欧姆定律来设计的，只是实现的具体方式不同而己。

1.2.2 伏安法(电压—电流表法)
最初对接地电阻的测量采用的是伏安法，这种方法是非常原始的。

使用安培计、伏特计测量由电源两电极流入地下的电流值，以及测量之间的交流电位差，由安培计和伏特计所得的数值就可以根据欧姆定律计算出接地电阻值。

在使用伏安法测定电阻时须先估计电流的大小，选出适当截面的绝缘导线，在预备试验时可利用可变电阻R调整电流，当正式测定时，则将可变电阻短路，由安培计和伏特计所得的数值来计算出接地电阻。

伏安法测量地阻有明显不足之处，首先是麻烦、烦琐、工作量大，试验时，接地棒距离地极为20～50米，而辅助接地距离接地至少40～100米。

另外测试受外界干扰影响极大，在强电压区域内有时无法测量。

1.2.3 E型摇表法
五六十年代，苏联的E型摇表取而代之了伏安法，它的基本测试原理是采用三点式电压落差法，是在电流辅助极和被测接地体之间注入低频交流电流I，此时在被测接地
=,即体和电压极之间可获得一电压U,通过测量该电流和电压值，根据欧姆定律R U I
可计算出被测接地体的接地电阻。

其测量手段是在被测地线接地桩(暂称为X)一侧地上打入两根辅助测试桩，要求这两根测试桩位于被测地桩的同一侧，三者基本在一条直线上，距被测地桩较近的一根辅助测试桩(称为Y)距离被测地桩20米左右，距被测地桩较远的一根辅助测试桩(称为Z)距离被测地桩40米左右。

测试时，按要求的转速转动摇把，测试仪通过内部磁电机产生电能，在被测地桩X和较远的辅助测试桩(称为Z)之间“灌入”电流，此时在被测地桩X和辅助地桩Y之间可获得一电压，仪表通过测量该电流和电压值，即可计算出被测接地桩的地阻。

上述仪器由于手摇发电机的关系，测量精度也不是很高。

这种测量方法还有其它缺点：
⑴测量都要打辅助地极，需要在现场布置几十米以上的电极引线，增加了作业的劳
动强度。

⑵由于整个测量过程从打辅助地极到测量都是人工操作，因此测量结果受人为因素影响很大，如测量时手柄摇动速度过慢、频率不均匀等都会对测量结果产生很大影响。

⑶测量时需将接地体与设备断开，以避免设备自身接地体影响测量的准确性，从而不能实现在线测量。

1.2.4 数字式接地电阻测试仪
近年来由于计算机技术的飞速发展，因此接地电阻测试仪也渗透了大量的单片机处理技术，其测量功能、内容与精度是传统仪器所不能相比，例如仿“摇表”式数字地阻仪，它与传统接地摇表的主要区别是将电流电压与接地电阻的采集处理数字化，其电源由电池提供，无需手摇。

仿“摇表”式数字地阻仪投入使用给接地电阻测试带来了生机，虽然测试时的接线方式同E型摇表没什么两样，但是其稳定性和精度远比摇表指针式高得多。

而真正接地电阻测试仪的一个突破性创举是在九十年代钳口式地阻仪的诞生，他打破了传统式接地电阻测试方法。

如法国CA公司生产的6411单钳式接地电阻测试仪称得上接地电阻测试的一大革命，CA6411钳式接地电阻测试仪外形酷似钳形电流表，其最大特点测量时不需辅助地极，无须切断设备电源或断开地线就可以对使用中的设备的地阻进行在线测量，只需往被测地线上一夹，几秒后即可获得测量结果，极大地方便了接地电阻测量工作。

但是，这种测量方法具有如下缺点:
⑴由于仪器向接地回路注入的低频交流电压只有单一的测试频率，当其频率与电气设备地网泄漏电流频率接近时，测量精度很低，严重时甚至无法进行测量；
⑵由于电压注入线圈与电流测量线圈组合在同一钳口内，故线圈与线圈之间的互感效应对测量精度有较大影响；
⑶不能满足0.5 以下地阻的测量要求；
⑷钳口内径小(一般为25mm的圆口)，对引线宽度大于25mm的地网无法测量。

1.2.5 主要研究内容和关键技术
为此，我们设计了一种接地电阻在线测量仪，通过运用单片机控制技术和变频测量技术，设计新的传感器探头，可以克服上述缺点，实现接地电阻的准确在线测量。

为了提高测量仪的抗干扰能力，电压线圈产生的低频交流电压的频率是可变的频率可以在94Hz，105Hz，111Hz，128Hz等4种频率中自动选择。

测量前，仪器先对接地网中干扰电流频率进行测量，根据干扰电流的频率启动选择低频交流电压的频率，从而避开了干
扰电流的频率，大大增强了该仪器的抗干扰能力。

运用双钳口法，无需打桩放线即可进行在线直接测量。

可自动检测整个接地回路接口连接状况及地网的干扰电压、干扰频率。

本课题的目的是实现接地系统接地电阻的智能在线测量，为此需要有非接触的电压和电流传感器来传输和感应电信号，还需要有一个激励信号源；此外，由于电流传感器感应到的电流信号十分微弱，在微安级，因此初级的微电流放大对后续的信号处理十分重要；而如何去除来自系统外部及本身的各种干扰，特别是近频干扰和同频干扰，从强干扰背景中提取出有用信号，是系统测试精度高低的关键。

本仪器的关键技术和主要创新点是将传统的模拟电子技术，传感器技术与数字信号滤波处理技术有机的结合在一起来实现接地电阻的测量。

本仪器主要设计内容包括：
⑴高精度，能抗强干扰的传感器的设计；
⑵对微弱电流信号的前置放大电路设计；
⑶可变频的正弦信号激励源的设计；
⑷硬件滤波及数字滤波处理，近频及同频干扰下有效信号的提取。

1.3 应用前景分析
智能接地电阻测试仪具有测试精度高，操作简便的特点，能够在不停电的情况下检测接地回路的电阻，具有较大的实用价值。

除了应用于电力系统接地电阻的测试外，随着移动通信和建筑业等行业的快速发展，也可广泛应用于电信系统、建筑大楼、机场、铁路、油槽、避雷装置、高压铁塔等接地系统接地电阻的日常检测中。

第2章 设计总体构思及干扰分析
2.1 设计总体构思
2.1.1测试原理
接地电阻的测量原理图如图2-1所示
图2-1 接地电阻的测量原理
图2-1中，Nv 为绕在仪器电压传感器内的电压发生器线圈的圈数，Ni 为绕在仪器电流传感器内的电流接收线圈的圈数。

测量时，电压线圈产生一个已知的恒定低频交流电压U ，在被测接地引线回路中通过电磁感应产生电压u :/V u U N =,该电压u 在地线回路中会产生电流i ：/X i u R =，该电流i 被电流接收线圈转换为电流I ，/i I i N =，根据下式即可计算出接地电阻 Rx ：
()()1X V i R u i N N U I KU I === （2-1）
式中：1V i K N N =通常Nv ，Ni 取值为1。

为提高测量仪的抗干扰能力，电压线圈产生的低频交流电压的频率是可变的，频率可以在94Hz ，105Hz ，111Hz ，128Hz 等4种频率中自动选择。

测量前，仪器先对接地网中干扰电流的幅值和频率进行测量，根据干扰电流的频率，自动选择低频交流电压的频率，从而避开了干扰电流的频率，大大增强了该仪器的抗干扰能力。

2.1.2 硬件原理框图
为了实现上述的接地电阻测量方法，系统硬件的原理框图如2-2所示：
图2-2系统硬件原理框图
测量系统主要由单片机构成的信号发生器和数据采集处理系统，程控有源滤波器，前置放大电路等组成，具有按键控制，液晶显示及JTAG通信接口。

2.1.2 软件程序框图
根据接地电阻的测量原理和硬件框图，作为测试核心的单片机主要完成以下软件功能：
⑴系统开机后的端口初始化设置，系统时钟设置；
⑵液晶显示程序；
⑶干扰频率测量；
⑷正弦波激励电压信号的合成及DAC输出；
⑸电压电流信号的采样；
⑹电压电流采样信号的离散傅立叶检波和同频干扰的去除；
⑺接地电阻的计算。

根据上述软件功能整个系统软件总流程框图如图2-3所示：
图2-3系统软件总体流程框图
2.2系统干扰信号分析
接地电阻测量一般在发电站和变电站中使用，在现场实际测量中会遇到各种各样的干扰，电流传感器采样到的信号除了有用的电流信号之外，也含有其它一些干扰成分。

主要包括外部环境中的电场和磁场干扰及接地回路中的干扰，按照干扰的传播途径可分为传导干扰和辐射干扰。

根据分析，各种干扰成分对于系统的测量精度会产生较大的影响，当接地电阻值较大时，干扰信号强度甚至会远大于有用信号，因此有必要采取相对应的措施减小或去除不需要的干扰信号，从采集到的混合信号中提取出有用的信号供后续信号处理，提高系统的测量精度。

由于采用变频测量方法，使系统的工作信号频率避开了干扰信号频率，所以主要是针对与信号频率相接近的近频干扰及从电压传感器发射的同频干扰进行滤波处理。

可以通过采用三重屏蔽、带通滤波、离散傅立叶变换(DFT)选频检波、检相方法去除干扰。

其去干扰的流程示意如图2-4：
图2-4 系统干扰信号处理过程示意图
2.2.1 使用三重屏蔽，减少电磁干扰
由于接地电阻测试仪一般在发电站和变电站中使用，外部空间环境中存在较强的电场以及磁场干扰，通过空间传输到传感器的线圈当中，引起波形失真，更重要的是电压传感器的线圈同电流传感器的线圈之间的电磁耦合作用，使得电流传感器中接收到一个与有用信号相同频率的干扰信号，在接地电阻较大时，干扰信号甚至大于有用信号，严重影响系统的测量精度。

由于采样信号是从电流传感器感应进来，而系统希望采样到的只是接地回路中的信号，所以要采取措施从源头上减少或完全去除从外部环境空间和电压传感器耦合到电流传感器的干扰信号，而在传感器铁心外侧加入屏蔽层，可以去除大部分外部空间的电磁干扰及同频信号的干扰。

为此采用特有的三重屏蔽方法，通过三重屏蔽层，能有效隔离或减弱外部环境中的电磁干扰及电压传感器中的同频干扰。

三重屏蔽的主要原理如下：
屏蔽技术是利用金属材料对电磁波具有良好的吸收和反射能力进行抗干扰的，根据电磁干扰的特点选择良好的低电阻导电材料或导磁材料，构成合适的屏蔽体就可以减小电磁千扰。

屏蔽体所起的作用好比是在一个等效电阻(仪表)两端并联上一根短路线，当干扰信号窜入时直接通过短路线，对等效电阻(仪表)几乎无影响。

⑴电场屏蔽
对电场的屏蔽采用导电率高的材料，其原理是使用接地的金属体包裹或隔离信号传输线，在屏蔽体接地后，干扰电流经屏蔽罩外层短路入地，为了达到较好的电场屏蔽效果，需要选用低电阻的金属材料(导电性好)，并且金属体必须要有良好的接地。

⑵磁场屏蔽
对磁场的屏蔽采用高导磁率的材料做成磁屏蔽罩，在磁场频率比较低时(100kHz 以下)，通常采用铁磁性材料如铁、硅钢片、坡莫合金等进行磁场屏蔽。

由于铁磁性物质的磁导率很大，其磁阻远小于被干扰电路与屏蔽罩之间的空气隙之间的磁阻，所以干扰磁场的磁力线大部分通过屏蔽罩而不通过空气隙进入被干扰电路，从而减小了外部杂散
屏蔽外部电磁辐射干扰 跟踪信号频率带宽 提取系统频率信号 同频信号正交分解
磁场的影响。

屏蔽体壳壁的相对磁导率越大或壳壁越厚，进入到屏蔽体内的磁场越弱。

⑶电磁屏蔽
电磁屏蔽主要是抑制高频电磁场的干扰，高频磁场屏蔽材料采用导电性良好的低电阻金属材料。

当高频磁场穿过金属板时在金属板上产生感应电动势，由于金属板的电导率很高，所以产生很大的涡流，涡流又产生反磁场，与穿过金属板的原磁场相互抵消，同时又增加了金属板周围的原磁场。

其总的效果是也是是使干扰磁场的磁力线在金属板四周绕行而过。

根据电磁屏蔽的原理，其屏蔽罩不一定要接地，但是为了使其兼顾有电屏蔽的作用，一般将电磁屏蔽层接地。

2.2.2 使用带通滤波器，限制采样信号带宽
通过电流传感器从接地回路中感应到的信号，包含有各种频率的干扰成分，从上MHz 的高频干扰到只有几Hz的低频干扰或直流干扰成分。

这样整个采样信号频率带宽较宽，根据奈奎斯特采样定律，为了避免时间信号在频域上的混叠，系统的采样频率S f必须大于或等于信号最高频率h f的2倍，此外如果信号中含有高频分量，则系统的采样频率必然需要提高，对单片机的工作速度要求也相应提高。

如果要降低系统采样频率，应该去除信号中的高频分量。

在单片机对连续时间信号进行数字采样之前，需要使用带通滤波器，通用的带通滤波电路原理图如图2-5，感应信号经过带通滤波处理后，可以滤除信号中的高频及较低频干扰，得到一个较窄的在信号频带范围内的信号，便于后续的信号采样及数字滤波处理。

图2-5带通滤波电路原理图
2.2.3 特定频率信号的DFT 检波
带通滤波器是一个窄带滤波，带通滤波后的信号仍然有一定的带宽，一般可以达到3db ，但是如果接地回路中含有与信号频率比较接近的周期干扰信号，正好处于窄带滤波的信号频带内，这一近频干扰用一般的方法是很难滤掉的。

原始的信号为时域信号，反映的是以时间为自变量的幅度的关系，从中无法看出信号的具体成分，可以设法把信号转换到频域进行处理。

由傅立叶级数的基本概念可知，任意一个函数都可以分解为无穷多个不同频率正弦函数之和。

正弦信号是最规则的信号，由幅度、相位和频率三个参数即可完全确定，因此，对一个任意信号，都可以用多个不同频率、幅值、相位各异的正弦信号叠加来表示。

此时，对于任一个信号又可以用其不同的频率、幅值组成来确定，这样，对信号的认识就由时域转变到了频域。

当有用信号的频域特征与干扰背景噪声不同时，采用频域处理方法可以有效地将特定频率的有用信号分离出来。

利用离傅立叶变换(DFT )对波形的采样值进行频谱分析，可以得到一系列谱线，每一条谱线对应一定频率的幅值或相位值，得到了幅度、相位和频率就可以确定一个正弦信号成分。

1. 离散傅立叶变换(DFT )的定义
时域上的连续时间信号x(t)经等时间间隔采样N 点后，得到一个列长为N 的离散数字序列x(n)，他的离散傅立叶变换定义为:
()()10()N kn N n X k DFT x n x n W -===⎡⎤⎣⎦∑ （2j N N W e π-=，01k N ≤≤-）（2-2）
1
20()()N j kn N n X k x n e π--==∑ （01k N ≤≤-） （2-3）
假定x(n)与y(n)是两个长度为N 的有限长数字采样序列，其各自的离散傅立叶变换分别为:
()()X k DFT x n =⎡⎤⎣⎦，()()Y k DFT y n =⎡⎤⎣⎦
根据离散傅立叶变换的定义，可以计算得出:
()()()()DFT ax n by n aX k bY k +=+⎡⎤⎣⎦ （a ，b 为任意数） （2-4）
可见离散傅立叶变换具有线性特性，多个正弦信号登加后的合成信号的离散傅立叶变换，与单个信号进行离散傅立叶变换后再进行相加后的结果是一致的。

2. 离散傅立叶变换的检波滤波特性
假设有M 个不同频率的正弦信号益加在一起合成一个信号x(t):
11
00()()sin(2)M M i i i i i i Y t x t A f t πθ--====+∑∑ （2-5）
,,i i i A f θ为第i 个正弦波信号的幅值，频率，相位
对叠加信号Y(t)的进行N 点等间隔采样，可得到一个离散数字序列Y(n)，根据离散傅立叶变换的线性特性有:
()()1
0M i i DFT y n DFT x n -==⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦∑ （2-6）
所以可以先对单个正弦波的采样序列进行离散傅立叶变换分析，假设有一正弦波信号：
()sin(2)x t A ft πθ=+ （2-7）
,,A f θ分别为此正弦波信号的幅值、频率、相位设定系统信号采样频率为S f ，则采样时间1S T f ∆=；采样点数设为N ，即采样序列长度为N ，得到正弦波的N 点离散采样数字序列x(n):
()(
)()sin 2sin 2S x n A fn T A nf f πθπθ=∆+=+ 01n N ≤≤- （2-8）
此N 点采样序列的离散傅立叶变换:
(
)()1
20120()sin 2N j kn N
n N j kn N
S n X k x n e A nf f e πππθ--=--===+∑∑ （01k N ≤≤-）
（2-9） sin 2jx jx
e e x j
--∴= （欧拉公式） ()()()()22120122220()22j nf fs j nf fs N j n kn N
n N j nf fs kn N j nf fs kn N n e e X k A e j A e e j πθπθππθππθπ+-+--=-+--++=-=⎡⎤=
-⎣⎦
∑∑
令 N S q f f = 则有： ()()()11220022j j N N j n q k N j n q k N n n Ae Ae X k e e j j θ
θππ-----===-∑∑ （2-10）
20()j Ae N k q j k q x k θ=≠⎧⎪=⎨⎪⎩
012000N x N j kn N x n e
π=-≠=⎧∴=⎨⎩∑ （
2-11） 由式(2-7)只有可知当N S k q f f ==即只有当信号频率S f k f N =*时，第k 点的离散傅立叶变换才有一个值，而其它不同频率的正弦波信号在第k 点的值为0，通过计算X(k)，可以得到频率S f k f N =*时的正弦波信号的幅值和相位。

可见，当输入信号的频率为f 时，X(k)的N 个值中只有()2i X q NAe j θ=，其余皆为零。

因此如果输入信号为若干个不同频率的信号的组合信号，经离散傅立叶变换后，在不同的k 值上，X(k)将有一一对应的输出，所以，离散傅立叶变换实质上对特定频率额信号具有选择性，具有检波滤波的作用。

S f f N ∆=为离散付里叶变换的频率分辨率，采样的点数N 越多，频率分辨率越高。

如图2-6所示为离散傅立叶检波滤波示意图，相当于一个梳状滤波器，只有k f ∆处的频率信号才能通过滤波器。

图2-6 离散傅立叶检波滤波示意图 对信号进行离散傅立叶变换时，系统的采样频率，采样点数等参数选择应符合以下原则：
⑴当信号中最高频率为h F 时，采样频率fs 应满足奈奎斯特采样定律，即：
2S h f F ≥
也就是说采样时间间隔T 需要满足:12h
T F ≤ ⑵信号采集的持续时间为S t ，1S S N t NT f F ==
=∆ 式中N 为信号采样点数，S F f N ∆=为谱分析的频率分辨率
⑶离散傅立叶变换的采样点数N 需满足:2h f N F
≥∆ (0)X ()X k (1)X N -
f。