交流信号采集与处理
电路信号处理与分析方法总结
电路信号处理与分析方法总结在电子设备和通信系统中，电路信号处理与分析是非常重要的技术，它涉及信号采集、处理、传输和分析等多个方面。
本文将对电路信号处理与分析的方法进行总结，帮助读者更好地理解和应用这些方法。
一、信号采集与处理方法1. 模拟信号采集与处理模拟信号指的是连续变化的信号，通常通过传感器等转换成电压或电流信号进行采集。
采集后的模拟信号需要进行处理，常见的处理方法包括滤波、放大、采样和保持等。
滤波可以去除杂散干扰，放大可以增加信号的强度，采样和保持可以将连续信号转换为离散信号。
2. 数字信号采集与处理数字信号是离散的信号，常见的数字信号采集设备是模数转换器（ADC）。
数字信号的处理方法包括数字滤波、数字放大、数字化、数据压缩和误差校正等。
数字滤波可以通过计算机算法实现，数字化可以将模拟信号转换为二进制数字，数据压缩可以减少存储和传输的需求，误差校正可以提高数字信号的精度和准确性。
二、信号传输与调制方法1. 信号传输方法信号传输是将采集或处理后的信号传送到其他设备或系统的过程。
常见的信号传输方法包括有线传输和无线传输两种。
有线传输主要通过电缆、光纤等介质进行信号传输，无线传输则利用无线电波或红外线等无线介质进行信号传输。
2. 信号调制方法信号调制是将原始信号按照一定规则转换为适合传输的信号的过程。
常见的信号调制方法有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）等。
调幅是通过改变信号的振幅来实现信号调制，调频是通过改变信号的频率来实现信号调制，调相是通过改变信号的相位来实现信号调制。
三、信号分析与识别方法1. 时域与频域分析时域分析是将信号在时间轴上进行分析，常见的时域分析方法有时间序列分析和自相关函数分析等。
频域分析是将信号在频率域上进行分析，常见的频域分析方法有傅里叶变换和功率谱分析等。
时域和频域分析可以对信号的幅值、频率和相位等特性进行全面的分析和描述。
2. 数据挖掘与模式识别数据挖掘是通过对大量数据进行分析和挖掘来发现隐藏在数据中的有价值的信息。
电力系统常用的交流采样方法比较
电力系统常用的交流采样方法比较摘要:随着电力系统的飞速发展,数据采集是电网容量实现自动化的最关键环节。
而交流采样在全国已经普遍使用,它时实性能好、电能的相位所产生的失真小、资金投入少、维护方便。
通过交流采样方法采集数据,获得的电流、电压、功率、功率因数等电力参数更加稳定和准确。
当今社会,计算机以及集成电路技术不断的发展,原有的交流进行采样的困难如计算方法的复杂、计算精度很难提高、要求对A/D的转换速度高等都一步一步的解决,所以交流采样逐渐的取代了原有的直流采样。
因此,对交流采中常见的算法,分析它多具有的特点,以便对其正确使用。
关键词:电力交流采样方法当今电力网的容量不断增高,结构形式也变得复杂,对电力系统进行监控、就凸现出调度职能的自动化就十分重要,并且对数据的采集是自动化实现的一个重要环节,尤其对数据的准确、迅速对系统中的模拟电量进行采集,到现在都是电力员工的工作重点。
1、交流采样法定义放法是按着一般的规律对被测信号值采样,再通过对数值的算法进而求的得被测量,交流采样和直流采样的区别在于用软件功能替换硬件功能。
能否用交流采样法主要决定两个条件:测量数值的准确度以及测量速度。
不同信号的进行采样,可以把它分成直流采样以及交流采样。
直流采样就通过交流中的电压以及信号中的电流转变成0～5V直流电压,这种做法的优点在于算法比较简单,便于进行滤波,但资金投入比较大,维护起来比较复杂,最终对信号无法采集,所以对于电力系统中应对其限制。
交流采样就是通过交流量转变为±5V 或者是0～5V交流电压时对其进行采集,其优点在于时实性能好、电能的相位所产生的失真小、资金投入少、维护方便;他的缺点在于算法比较复杂,计算精度很难提高,从而要求A/D转换速度也比较高。
随着当今社会的微型计算机的技术不断发展,所以交流采样逐渐的取代了原有的直流采样。
2、交流采样的具体方法2.1 同步采样同步采样方法是指通过对采样时间的间隔和交流信号的周期性以及在一段时间内对采样点数N满足的关系式为T=N·Ts。
利用示波器观察电路中的交流信号
利用示波器观察电路中的交流信号示波器是一种在电子测量中使用的重要仪器，可以用于观察和分析电路中的各种信号波形。
在电路中，交流信号是非常常见的，因此利用示波器观察电路中的交流信号是我们在电子实验中经常会进行的一项实践。
一、仪器准备在开始观察电路中的交流信号之前，我们需要准备一台示波器以及连接电缆。
示波器是一种复杂的仪器，可以用于测量电压、电流、频率等参数，并且可以显示信号的波形。
连接电缆是用来将示波器与电路连接起来的工具，其中探头是连接电路的一端，而另一端连接示波器的输入端口。
二、连接示波器与电路将示波器和电路连接起来的过程中，我们首先需要确保电路与示波器之间的电缆连接正确无误。
一般情况下，示波器的探头有两个部分，一个是地线，另一个是信号线。
我们将地线连接到电路的地点，通常是电路的地端，而信号线则连接到我们想要观察的电路节点上。
三、调节示波器参数在观察交流信号之前，我们还需要调节示波器的一些参数，以便获得清晰的波形。
首先是调节示波器的扫描速度，也就是水平方向上波形的移动速度。
一般情况下，我们可以选择自动扫描，使得示波器可以自动调整扫描速度。
其次，我们需要调节示波器的垂直方向上的灵敏度，以便适应电路信号的幅度范围。
通过缩放调节杆或旋钮来改变垂直方向上的灵敏度，使得波形能够完整地显示在示波器的屏幕上，既不过大也不过小。
四、观察交流信号当我们完成了示波器的参数调节后，就可以开始观察电路中的交流信号了。
通过示波器的屏幕，我们可以清晰地看到信号的波形特征。
在观察交流信号的过程中，我们可以注意以下几点：1. 波形形状：交流信号的波形形状有很多种，例如正弦波、方波、三角波等。
我们可以根据实际情况来判断信号的波形形状，并与理论预期进行比较。
2. 幅度和频率：交流信号的幅度和频率是其重要的特征参数，可以通过示波器的刻度和标尺进行测量和分析。
通过观察信号的峰峰值和周期，我们可以得出信号的幅度和频率。
3. 峰峰值和均值：示波器还可以帮助我们测量信号的峰峰值和均值，用于进一步分析信号的电压变化情况。
小电流接地选线中交流信号的采集与处理
摘 要 ： 由于 系统需要 采集多迭 ４ ０路 的零序 电压 电流信 号， 在计 算零序 电压和零序 电流相 位差 时产 生 很 大的硬件误 差 ， 出了用软件相位补偿 方法来消除硬件误 差。在信号 处理上采 用 ｌ 提 ２点采样的差分傅 立叶算法， 最后利 用秦勒级数计 算特殊 角的三角函数值 ， 很好地解决 了交流信号采集与处理 问题 。 关键词 ： 相位 补偿 ； 小电流 ； 交流信 号采 集 ； 立 叶分解 傅 中图分 类号 ：Ｐ ７ ． Ｔ ２４ ２ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： ０ ５１２０ ）２ ００ ０ １ １ ５ （０７ ０ — ０５— ３ ０ ４
维普资讯
第２ ４卷 第 ２期
２ ０ 年 ２月 ０７ 机 电 二 Ｉ ＝
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Ｖｏ ． ４ Ｏ ２ １２ ．
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交流采样原理
交流采样原理（模块编码：ZY03）在微机远动应用初期，RTU的遥测数据采集普遍采用直流采样，即对经过直流整流后的直流量进行采样测量。
在直流采样中，遥测数据的采集采用经变送器的直流采样方法来完成数据的采集工作。
即将所需采集的有关信息，如交流电压、交流电流、有功功率、无功功率等，通过利用变送器模拟电路（主要是运算放大器）变换成相应的直流量，一般转换为0～5V(有功、无功为±5V)的直流电压供微机检测。
此方法软件设计简单，计算简便，对采样值只需作一次比例变换，即可得到被测量的数值，因而可使采样周期大大缩短。
在微机监控系统应用的初期，这种方式得到了广泛的应用。
但直流采样方法存在以下一些不足：1)测量精确度直接受整流电路的影响；整流电路参数调整困难，受波形因素影响大等。
2)变送器有较大的时间延迟，难以及时反映被测量的突变，无法实现实时信号的采集。
一般国产普通电流变送器的上升时间均大于300ms。
档次较高的进口变送器上升时间约为60～70ms，但其价格昂贵，难以普遍使用。
不能及时反应被测量的突变，具有较大的时间常数。
3)当被测波形中有谐波时，会附加产生较大误差。
4)监控系统的测量准确度直接受变送器的准确度和稳定性的影响。
5)变送器投资较大，增加监控系统的造价，且维修较为复杂，设备复杂，维护困难。
交流采样变送器是将二次测得的电压、电流经高精度的CT、PT变成计算机可测量的交流小信号，按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，然后通过运算，求出被测电压、电流的有效值和有功功率、无功功率等。
由于这种方法能够对被测量的瞬时值进行采样，因而实时性好，相位失真小。
它用软件代替了硬件的功能，因而使硬件的投资大大减小。
由于以上原因和微机技术的不断发展，近年来交流采样技术得到了迅速的发展，与传统的直流采样方法相比，交流采样方法速度快、投资省、工作可靠、维护简单且具有较大的灵活性，是一种很有前途的新方法，交流采样必将以其优异的性能价格比，逐步取代传统的直流采样方法。
单片机交流电流采样电路原理
单片机交流电流采样电路原理一、单片机交流电流采样电路原理1、什么是交流电流采样电路？交流电流采样电路是一种信号采样电路，可以采集和转换交流电流信号，并输出数字信号，以便单片机能够对其进行分析处理。
它由三个主要组成部分组成：交流电流传感器、放大电路、数字采样模块。
这种采样电路具有多种功能，可以检测交流电流的强弱、带宽及频率特征，从而辨别出信号并进行分析处理。
2、交流电流传感器的结构和原理交流电流传感器的结构包括交流电流传感器和相应的信号处理电路。
交流电流传感器是将交流电流转换为可检测的直流电压信号的装置，它一般由线圈、电容、电阻等组成。
交流电流通过线圈，经线圈产生的磁场施加到传感器上，电容和电阻用来隔离原始信号和处理信号，从而得到可检测的电压信号，这些信号均为负极性。
3、放大电路的结构和原理放大电路是将电压信号进行放大的装置，它一般由放大器、偏置电路、衰减电路以及输出电路等组成。
放大器承担着将原始信号的电压放大的功能，偏置电路负责将放大器的放大范围调整到最佳位置，衰减电路用来调整放大器的放大倍数，输出电路用来把放大电路输出的电压接到单片机上。
4、数字采样模块的结构和原理数字采样模块是一种数字信号处理装置，它能够将放大后的电压信号转换为数字信号，并发送给单片机或对应的外部设备进行处理和分析。
数字采样模块由ADC、滤波电路、降噪滤波电路、接口电路等组成。
ADC用来将放大后的电压信号转换为数字信号，滤波电路负责去除频率超出设定范围的信号，降噪滤波电路用来去除背景噪声，接口电路用来把转换成的数字信号发送出去。
交流电流采样电路是一种检测交流电流信号的装置，它可以将交流电流信号转换为可检测的数字信号，从而使单片机可以对其进行分析处理。
由于该装置具有传感器、放大电路和数字采样模块三大部分组成，所以它的结构相对比较复杂，但是由于其功能十分强大，已经成为现代工业控制系统的基础设备之一。
模拟电子技术基础知识交流信号处理与直流信号隔离原理
模拟电子技术基础知识交流信号处理与直流信号隔离原理尊敬的先生/女士：您好！我是一名模拟电子技术爱好者，对于信号处理与直流信号隔离原理有一些疑问，希望能与您进行一次基础知识的交流。
在模拟电子技术领域中，信号处理是一个非常重要的概念。
随着科技的不断发展，我们常常需要将不同格式的信号进行转换和处理，以满足特定的需求。
而直流信号隔离原理，则是在电子系统设计中常用的一种技术手段。
首先，让我们先来了解一下信号处理的基本概念。
信号处理可以分为模拟信号处理和数字信号处理两个方面。
模拟信号处理主要涉及到对连续信号的采集、变换、滤波等过程；而数字信号处理则是将连续信号转换为离散信号进行处理。
通过信号处理，我们可以提取出有用的信息，滤除干扰，从而使得信号能够更好地应用于各种场景。
然而，有时候我们需要对不同电气系统之间进行隔离，这时候就需要用到直流信号隔离原理。
直流信号隔离是一种常见的电气隔离技术，其主要作用是通过适当的隔离装置将输入信号和输出信号隔离开来，以避免潜在的传导干扰和电流问题。
这种隔离原理可以有效地保护电路，提高系统的稳定性和可靠性。
在实际应用中，直流信号隔离原理有多种实现方式。
最常见的方式是使用光耦隔离器或者变压器进行隔离。
光耦隔离器通过光电转换器将输入信号转换为光信号，再通过光电转换器将光信号转换为输出信号，实现了输入和输出之间的隔离。
而变压器隔离则通过磁耦合的方式将输入信号和输出信号隔离开，从而达到隔离的效果。
除了光耦隔离和变压器隔离，还有其他一些隔离方法，如差动放大器隔离、电容隔离等。
这些方法各有优缺点，具体的选择需根据实际应用需求和成本考虑。
总结一下，信号处理与直流信号隔离原理是模拟电子技术中的重要概念。
通过信号处理，我们能够提取有用的信息，滤除干扰，使信号更好地应用于各种场景。
而直流信号隔离原理可以有效地将输入信号和输出信号隔离开来，提高电路的稳定性和可靠性。
在实际应用中，可以根据需求选择不同的隔离方式，如光耦隔离、变压器隔离等。
模拟电子技术基础知识交流信号处理与直流信号隔离
模拟电子技术基础知识交流信号处理与直流信号隔离尊敬的先生/女士：您好！我是一名电子工程师，对于信号处理与直流信号隔离有所经验和了解。
非常感谢能够与您交流有关模拟电子技术基础知识的问题。
在这封信中，我将为您解答相关问题，并提供一些实际案例，以便更好地帮助您理解。
首先，让我们来了解一下信号处理的基本概念。
信号处理是指对信号进行采集、传输、处理和分析的过程。
它是电子技术不可或缺的一部分，广泛应用于通信、雷达、生物医学等领域。
信号处理的主要目标是提取、增强或改变信号的特性，以便更好地满足特定的需求。
为了实现信号处理，直流信号隔离是十分重要的。
直流信号隔离可以有效地将输入与输出之间的电气连接断开，从而保证信号的传输质量和准确性。
这对于需要隔离干扰、保护设备和人员的场合非常重要。
在信号处理中，常用的隔离技术包括光耦隔离、互感器隔离以及差动传输等。
光耦隔离是一种将输入信号和输出信号通过光电耦合器来实现隔离的技术。
它的原理是利用发光二极管发出的光信号，经过耦合器传递给光敏二极管，从而隔离输入和输出。
互感器隔离则是通过电流或电压的变换来实现信号的隔离，常用于高频信号的隔离应用。
差动传输则是利用差动信号传输的原理，将输入信号和输出信号分别作为差分信号的两个部分进行传输，从而实现直流信号的隔离。
下面我将结合实际案例来帮助您更好地理解信号处理与直流信号隔离的应用场景。
以汽车电子系统为例，在汽车电子系统中，有许多传感器和执行器需要与中央控制单元（ECU）进行通信。
为了确保信号的准确传输和保护电子设备，直流信号隔离起到了重要的作用。
例如，在汽车的刹车系统中，刹车踏板上的压力传感器需要将刹车压力信号传输给ECU进行处理，而直流信号隔离可以防止刹车踏板上的电气干扰对ECU造成影响，保证刹车系统的安全性能。
在工业自动化领域，信号处理与直流信号隔离也扮演着重要角色。
比如，在工厂中，大量的传感器需要将采集到的信号传输给控制器进行实时监控和控制。
一种频率跟踪交流采样方法
一种频率跟踪交流采样方法引言随着电力系统的发展和智能电网的建设，对电网系统的频率稳定性和质量要求越来越高。
因此，频率监测与跟踪成为电力系统监控和调度的关键技术之一。
本文介绍了一种基于交流采样的频率跟踪方法，通过采集交流信号并进行处理，实时跟踪电力系统的频率变化，为电网运行提供了重要的指标。
方法描述该方法主要包括三个部分：交流信号采集、频率估计和频率跟踪。
具体步骤如下：1. 交流信号采集使用采样装置对电网中的交流信号进行采集。
采样装置通常由传感器、模数转换器和采集控制单元组成。
传感器负责实时采集电网中的交流信号，模数转换器将模拟信号转换为数字信号，采集控制单元对数字信号进行处理和存储。
2. 频率估计利用采集到的信号，对交流信号的周期进行估计，从而得到电网的频率。
常用的频率估计方法有周期计数法、相关法和功率谱法等。
具体选择哪种方法取决于实际应用场景和要求。
周期计数法是一种简单有效的方法，通过对采样信号的周期进行计数，得到电网的频率。
相关法是一种基于采样信号与参考信号之间的相关程度进行估计的方法，通过比较采样信号与参考信号的相位差来计算频率。
功率谱法是一种基于信号功率谱密度进行估计的方法，通过分析信号频谱特征来计算频率。
3. 频率跟踪频率跟踪是指通过不断地更新频率估计值来实现对电网频率的实时跟踪。
在实际应用中，频率可能会发生变化，因此需要实时更新估计值。
常用的频率跟踪方法有卡尔曼滤波、滤波器和锁相环等。
卡尔曼滤波是一种适用于线性系统的优秀滤波方法，可以实现对频率的精确估计。
滤波器也是一种常用的频率跟踪方法，可以实现对频率的平滑跟踪。
锁相环是一种通过不断调整相位来实现频率跟踪的方法，精度相对较低，但响应速度较快。
结论通过交流采样方法，可以实现对电力系统频率的实时跟踪。
该方法利用采样装置对电网中的交流信号进行采集，并通过频率估计和频率跟踪算法来计算和更新频率估计值。
这种方法具有实时性强、准确性高和易于实现等优点，可以有效地解决电力系统频率监测和调度的需求。
电子电路中的信号采集与处理技术
电子电路中的信号采集与处理技术在现代电子设备中，信号采集与处理技术是十分重要的一环。
无论是通信设备、医疗仪器还是工业自动化系统，都离不开对信号的采集和处理。
本文将介绍一些常见的信号采集与处理技术，包括模数转换、滤波、放大、调理等。
一、模数转换模数转换是将模拟信号转换成数字信号的过程。
它的主要作用是将连续变化的模拟信号转换为离散的数字形式，从而便于数字系统的处理和传输。
常见的模数转换方法有脉冲编码调制（PCM）、脉冲密度调制（PDM）和脉冲幅度调制（PAM）等。
其中，PCM是最常用的模数转换方法之一，它将模拟信号按照一定的采样频率进行采样，并将每个采样值转换成对应的二进制码。
二、滤波滤波是对信号进行频域或时域的处理，以去除掉不需要的频率分量或噪声，使信号更加清晰和稳定。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
低通滤波器可以通过筛选大于某个频率的信号分量，只保留小于该频率的分量，对于去除高频噪声十分有效。
高通滤波器则相反，可以去除低频分量。
带通滤波器和带阻滤波器则是同时具有低通和高通效果的滤波器。
三、放大放大是对信号幅度进行增强的过程。
在信号采集和处理中，常常需要对微弱的信号进行放大，以提高信号的可靠性和可读性。
常见的放大电路有运放（Operational Amplifier）放大器、差分放大器等。
运放是一种常用的放大器电路，具有高增益、低失真、宽带宽等优点，在信号采集和处理中应用广泛。
四、调理调理是对信号进行修正和调整的过程。
在信号采集和处理中，常常需要根据具体的需求对信号进行修正，以适应后续电路的工作要求。
例如，对于传感器输出的信号，可能需要进行增益调节、偏置调整、温度补偿等。
这些调理操作可以通过电阻、电容、电位器等被动元件，也可以通过运放、数字信号处理器等主动元件实现。
总结信号采集与处理技术在电子电路中起着至关重要的作用。
模数转换将模拟信号转换为数字信号，滤波器可以去除噪声和不需要的频率分量，放大器可以增强信号幅度，调理操作可以对信号进行修正和调整。
交流采样 原理
交流采样原理
交流采样是一种常见的信号处理方法，通过对连续信号进行离散采样来获取离散的样本值。
在交流采样中，采样频率必须高于信号的频率，以保证采样到足够的信息。
采样的原理是在连续时间下，通过等间隔地获取信号的样本值来对信号进行近似表示。
这些样本值可以用于进一步处理、存储或传输信号。
交流采样可以使用不同的方法来实现。
其中最常见的方法是使用模拟-数字转换器（ADC）。
ADC将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，它通过在固定时间间隔内测量信号的幅值来完成采样过程。
在进行交流采样时，采样频率的选择是非常重要的。
根据奈奎斯特采样定理，采样频率必须至少是信号最高频率的两倍，以避免出现混叠现象。
混叠是指当采样频率低于信号频率的两倍时，信号的高频成分将被错误地表示为低频成分。
交流采样的过程可以用下面的步骤描述：
1. 确定要采样的信号。
2. 设定采样频率，确保其高于信号的最高频率。
3. 使用ADC或其他合适的设备对信号进行采样，获取离散的样本值。
4. 对采样后的信号进行进一步处理，例如滤波、数据压缩等操作。
通过交流采样，连续信号可以被提取出一系列离散的样本值，从而可以进行数字信号处理。
这种采样方法广泛应用于各种领域，包括通信、音频处理、图像处理等。
物理实验技术的信号采集与处理方法
物理实验技术的信号采集与处理方法一、引言物理实验技术在科学研究过程中起到至关重要的作用，其中信号采集与处理是一个关键的环节。
信号采集与处理方法的选择和应用直接影响着实验结果的准确性和可靠性。
本文将介绍一些常见的物理实验技术的信号采集与处理方法。
二、模拟信号与数字信号的转换在物理实验中，信号大多数情况下是以模拟形式存在的，而计算机处理的是数字信号。
因此，首先需要将模拟信号转换为数字信号，以便进行后续的处理和分析。
最常用的模拟信号转换为数字信号的方法是模数转换(ADC)。
它通过采样和量化两个步骤完成。
首先，通过采样将连续的模拟信号转换为离散的信号。
然后，通过量化将离散信号转换为数字信号，即用一系列数字表示连续的模拟信号。
三、信号采集设备信号采集设备是进行信号采集的关键工具。
常见的信号采集设备包括示波器、数据采集卡和传感器等。
示波器是一种广泛应用于实验室中的信号采集设备。
它能够将模拟信号转换为可视化的波形，并实时观察信号的变化。
示波器适用于对信号的瞬态特性进行观察和分析。
数据采集卡则是一种将模拟信号转换为数字信号的设备。
数据采集卡通常具有多通道、高精度和高采样率的特点，可以实现对多个信号同时进行采集和处理。
传感器则是一种用于感知和转换物理量的装置。
传感器将物理量转化为电信号，并通过信号采集设备进行采集和处理。
常见的传感器有温度传感器、压力传感器和光传感器等。
四、信号处理方法信号处理是对采集到的信号进行分析、滤波、放大、频谱分析等操作的过程。
根据具体需求和实验目的，可以选择不同的信号处理方法。
滤波是常用的信号处理方法之一。
它通过去除信号中的噪声和干扰，提取出感兴趣的信号成分。
滤波方法包括低通滤波、高通滤波和带通滤波等。
低通滤波器常用于去除高频噪声，而高通滤波器则常用于去除低频干扰。
放大是对信号进行增益的处理方法。
放大可以使信号的幅值增大，以便更好地进行后续的分析和研究。
放大方法包括放大电路的设计和使用运放进行放大。
电力系统调度自动化习题集
概念+功能+实现（怎么做，而不讲为什么这么做 原理讲或不讲）第一章 概述1、电力系统运行中的约束条件有那三个？在考虑约束条件不同组合的情况下，可以将电力系统的运行状态划分为几种？答:约束条件（1）系统负荷需求（等式约束，未计及网损，E ）Gi LiP P =∑∑、Gi Li Q Q =∑∑ （2）运行约束（无潮流电压越限，不等式约束，C ）（3）可靠性约束（预想事故分析检查，R ）运行状态：正常运行状态（满足符合要求，有一定的安全储备）、警戒状态（预防性控制）、紧急状态（紧急控制）、系统崩溃（切机、切负荷、断开线路）、恢复状态（重新并列）2、电力系统的运行控制系统中，按照控制对象可以分成哪三类控制系统？答：AGC (Automatic Generation Control) 自动发电控制； A VC (Automatic V oltage Control) 自动电压控制； ASC (Automatic State Control) 自动稳定控制3、电力系统中信息处理系统可分为就地信息处理系统和集中信息处理系统，请问，就地信息处理系统可以分成那两类，具体又包括哪些类型装置。
集中信息处理系统呢？ 答：（1）信息就地处理系统 就地、分散配置，控制、保护包括继电保护和自动装置 （同步发电机并列装置 电压、无功自动调节装置 频率及有功功率自动调节装置 低频自动减负荷装置 故障测距、小接地选线 备用电源自投入 自动重合闸）（2）信息集中处理系统 信息采集、通信、远方控制4、配网中电力系统调度自动化实现的系统为DMS ，输电网中电力系统调度自动化实现的系统为EMS 。
请问，在EMS 中的可调可控点有哪些？答：具体的可调可控点发电机组调速器（调节原动机的进气量或进水量）——调节发电机有功功率P ； 发电机励磁调节器（调节发电机的转子励磁电流）——调节发电机无功功率Q ；变压器档位调节开关（改变变压器绕组的匝数比和电压比）——调节变压器二次侧线电压； 断路器（控制电路的通断）——投入/切除发电机、变压器、线路、负荷、电容器、电抗器、制动电阻、以及电网的解列/并网；调相机励磁调节器（调节调相机的转子励磁电流）——调节调相机无功功率值Q ； 静止补偿器（调节晶闸管的导通角）——调节其无功功率Q汽轮机组快关汽门——快速减少发电机有功功率值P ；发电机灭磁开关——快速减少发电机定子电压5、层次型的电力系统（输电网）数据模型；6、电力系统调度管理的方式：统一调度、分级管理、分层控制7、电力系统调度自动化的结构：答：基本结构P10.按功能可以分成四个子系统：信息采集和命令执行子系统信息传输子系统信息的收集处理和控制子系统人机联系子系统第二章交流信号采集与处理1、交流信号的处理可以采用直流采样和交流采样两种方式。
信号采集和处理方案
信号采集和处理方案引言信号采集和处理是电子系统中重要的一环。
采集和处理信号是为了从外部环境中获取信息，用于控制、监测、调节和分析等应用。
本文档将介绍信号采集和处理的基本原理和常用方案。
信号采集模拟信号采集模拟信号采集是指以连续形式存在的信号，例如声音、光学、电压等信号的采集。
常用的模拟信号采集方案包括：1.传感器采集方案：通过传感器将模拟信号转换为电压或电流信号。
传感器的类型包括温度传感器、光敏传感器、压力传感器等。
采集到的信号可以通过放大电路、滤波电路进行后续处理。
2.数据采集卡方案：使用数据采集卡将模拟信号输入计算机。
数据采集卡具有多个模拟输入通道，可以同时采集多个信号。
采集卡通常配备了AD 转换器，将模拟信号转换为数字信号，方便计算机进行处理。
数字信号采集数字信号采集是指将连续的模拟信号转换为离散的数字信号。
常用的数字信号采集方案包括：1.模数转换器（ADC）方案：ADC是一种将模拟信号转换为数字信号的设备。
它通过对输入信号进行采样和量化，将模拟信号转换为离散的数字信号。
ADC可以通过串行接口或并行接口与其他数字设备连接。
2.嵌入式系统方案：使用嵌入式系统进行数字信号采集。
嵌入式系统集成了ADC和处理器，可以直接采集和处理信号。
嵌入式系统通常使用现成的开发板或设计定制的硬件来实现。
信号处理信号处理是对采集到的信号进行处理、分析和提取有效信息的过程。
常用的信号处理方案包括：1.滤波：滤波是对信号进行滤波器处理，去除或减弱噪声、干扰等不需要的成分，保留感兴趣的频率成分。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
2.放大：若采集到的信号幅度较小，可以使用放大电路将信号放大到合适的幅度供后续处理。
3.数字信号处理：使用数字算法对采集到的数字信号进行处理和分析。
常见的数字信号处理算法包括傅里叶变换、滑动平均、相关分析等。
信号采集和处理应用信号采集和处理在许多领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1.生物医学领域：例如心电图（ECG）、脑电图（EEG）、血氧饱和度（SpO2）信号的采集和处理。
交流信号的取样和处理原理
交流信号的取样和处理原理交流信号的取样和处理原理是指对交流信号进行适当的取样和处理，以便进行数字化处理或其他相关应用。
交流信号是一种变化频率和振幅的信号，比如音频信号和电力系统中的电压信号。
为了进行数字化处理，需要将交流信号转换成离散的数字信号，并进行相应的处理。
下面就交流信号的取样和处理原理进行详细的解释。
1. 取样原理：取样原理是指将连续的交流信号转换为离散的数字信号。
取样是通过周期性地采集信号的数值来进行的。
根据奈奎斯特定理，采样频率必须是信号中最高频率的两倍以上，才能保证完整地还原出原始信号。
取样过程中，将连续的信号在一定的时间间隔内测量取样，形成离散的样本序列。
2. 取样定理：取样定理是取样原理的数学表述，也称为奈奎斯特定理。
奈奎斯特定理规定，对于一个具有有限带宽的连续信号，如果采样频率高于信号带宽的两倍以上，那么从离散样本中可以恢复出完整的原始信号。
具体而言，取样定理表述为，信号的最高频率为fm，采样频率为fs，则fs >= 2 * fm。
3. 取样率的选择：取样率的选择是根据信号的频率内容来确定的。
如果信号的频率范围较广，包含较高的频率分量，就需要选择较高的取样率，以充分采样信号的高频成分。
否则，高频部分将发生失真，无法准确还原原始信号。
因此，取样率的选择需要根据实际情况进行权衡。
4. 取样频率与抽样定理：取样频率是指每秒钟进行的采样次数，与抽样定理有密切关系。
抽样定理是对取样定理的进一步解释，它表明采样频率应满足"取样频率= 信号频率×采样时间"。
如果取样频率低于抽样频率，将导致采样信号中缺失频率成分，从而无法准确恢复原始信号。
5. 信号处理原理：在取样完成后，需要对采样信号进行处理。
信号处理的目的是为了提取出信号中所需要的信息，或者对信号进行进一步的处理和分析。
信号处理包括滤波、采样值的编码、压缩、频谱分析等步骤。
其中，滤波是为了去除掉信号中不需要的频率成分，使得待处理的信号更加纯净。
电网监控与调度自动化题库及答案
第一章概述1.简述电网监控与调度自动化系统的基本结构答：电网监控与调度自动化系统按其功能可分为四个子系统：（1）信息采集和命令执行子系统；（2）信息传输子系统；（3）信息的收集、处理和控制子系统；（4）人机联系子系统。
2.简述电力调度系统的目标及其应用的主要技术手段答：电网监控与调度自动化系统的目标：保障电力系统安全稳定、优质高效、经济环保地持续运行。
对应的技术手段是在监控系统的基础上的自动发电控制AGC和经济调度控制EDC技术第二章交流数据采集与处理1. 简述交流数据采集技术方案的基本原理答：对交流量瞬时值直接采样，通过A/D变换将模拟量变为数字量，由微机对这些数字量进行运算，获得被测电压、电流、有功、无功功率和电能量值。
2. 简述微机变送器的工作过程答：变送器的输入信号经过相应的TV、TA变成0~5V交流电压信号，这些信号输入到多路模拟电子开关MPX，CPU经并行接口芯片，将当前需要采样的某路信号地址送到MPX，MPX立即将选定的模拟电压输出到采样保持器。
采样保持器按确定的采样时序信号采集该信号，A/D转换器将采样保持器输出的模拟电压转换成数字量，并经与非门向CPU发出转换结束信号,CPU中断当前工作，经并行接口电路读得A/D转换输出数据。
CPU再次发出选择下一路采样的地址信号到MPX，CPU对已采集的数据进行处理，并计算出线路上的各种电气量值。
3. 简述标度变换的意义与基本原理（求用四位十进制数显示满量程为140KV电压的标度变换系数K）答：标度变换的意义：电力系统中各种参数有不同的量纲和数值范围，如V与kV，A 与kA。
这些信号经过各种变换器转化为A/D转换器能接受的信号范围，经A/D转换为标幺值形态的数字量，但无法表明该测量值的大小。
为了显示、打印、报警及向调度传送，必须把这些数字量转换成具有不同量纲的数值，这就是标度变换。
第三章远动终端RTU1.简述RTU的种类、功能与基本结构答：种类：TTU、RTU、FTU功能：1）远方功能：遥测、遥控、遥信、遥调、电力系统统一时钟、转发，适合多种规约的数据远传；2）当地功能：CRT显示、汉子报表打印、本机键盘、显示器、远方终端的自检与自调功能。
电子电路中的信号采集和处理方法有哪些
电子电路中的信号采集和处理方法有哪些信号采集和处理是电子电路设计中至关重要的一环。
信号采集指的是将原始信号转换为适合处理的电压或电流形式，而信号处理则是对采集到的信号进行放大、滤波、微分、积分等操作，以获取需要的信息。
本文将介绍电子电路中常见的信号采集和处理方法。
A/D转换器（模数转换器）A/D转换器是将模拟信号转换为数字信号的一种设备。
它通过将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，并用数字表示信号的幅度。
A/D转换器广泛应用于数据采集、通信、自动化控制、音频处理等领域。
常见的A/D转换器包括逐次逼近型、闪存型和Σ-Δ型等。
模数转换器的基本原理是将持续变化的模拟信号离散化，在一段时间内对模拟信号取样，然后将取样结果转换为数字形式。
这种转换可以通过逐次逼近、比较和计数、模数-模数转换以及多步骤逼近等方法实现。
放大器放大器是电子电路中常见的信号处理设备。
它能够增加信号幅度，提高信号的能量，使信号能够更好地被后续电路处理。
放大器可以根据信号的种类和处理需求选择不同的类型，如运算放大器、功率放大器、差分放大器等。
滤波器滤波器是用于滤除或增强信号特定频率成分的电子设备。
滤波器可以根据频率的不同实现对信号的低通、高通、带通或带阻处理。
常见的滤波器包括RC滤波器、LC滤波器、激励式滤波器等。
微分和积分电路微分和积分电路用于对信号进行微分和积分操作，以实现对信号的变化率和累计量的测量。
微分电路能够对信号进行高通滤波，提取信号的快速变化部分。
积分电路则能够对信号进行低通滤波，提取信号的缓慢变化部分。
数字滤波器数字滤波器使用数字信号处理算法对数字信号进行滤波操作。
与模拟滤波器相比，数字滤波器无需进行模拟信号的转换和采样，操作更加灵活、精确。
数字滤波器常用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。
采样保持电路采样保持电路用于对模拟信号进行采样和保持，以便后续的A/D转换器能够准确地测量信号的幅度。
采样保持电路通过将信号在采样时刻进行固定，然后传递给转换器进行数字化处理。
交流信号采集与
贰
12位逐次逼近型A/D转换芯片，有片内输出数据锁存和三态输出功能，可进行12位或8位转换，进行12位转换时可以一次读出12位数据，也可先读低8位，再读高4位，输入可接单极性或双极性，有片内时钟。
A/D转换器
单极性接法
双极性接法
集成化的数据采集芯片
A/D转换器、多路转换开关、采样保持器是模拟量输入通道中的关键部分，已经由一些公司开发出集成了以上三个部分的集成化的数据采集芯片。如MAXIM的MAX197它是一个多量程的12位数据采集芯片，只需一个＋5V电源供电，片内含8路模拟通道，5MHz带宽的采样保持器和12位的A/D转换器。
04
CPU读A／D输出数据；
05
CPU再发地址选择输入信号；
06
微机变送器的工作过程：
这种过程在一个交流信号周期内重复
CPU对一周期内每路输入信号的N个采样值，进行数据处理，并计算出线路上的各种电气量值。
微机变送器的工作过程
数字滤波
01
标度变换
02
越限判别
03
交流采样算法
04
模拟量采集的处理
数字滤波
非递归滤波 一般形式
——滤波因子 K ——K个采样间隔 y ——输出 x ——输入
非递归数字滤波的输出只与当前和过去的输入值有关， 与过去的输出值无关。
非递归数字滤波器是有限冲击响应滤波器，优点是设计比较灵活，可以实行理想的线性相位，缺点是计算量比较大。
非递归滤波
上可展开为无穷级数：
( n = 1，2，3… )
( n = 1，2，3… )
02
03
04
05
06
交流采样算法
全周波傅立叶算法
交流电压芯片
交流电压芯片交流电压芯片是一种用于电流变换和平滑的集成电路，广泛应用于电子设备和电力系统中。
交流电压芯片通过对电压进行采集、处理和控制，实现对电流的调节和控制，从而保证电子设备的正常运行和电力系统的稳定供电。
交流电压芯片的工作原理主要包括三个方面：采集、处理和控制。
首先，交流电压芯片会采集电路中的交流电压信号。
通常，它使用电压分压电路将输入电压降低到芯片能够处理的范围内。
然后，芯片会将采集到的电压信号转换成数字信号，并存储在内部的寄存器或存储器中。
其次，交流电压芯片会对采集的电压信号进行处理。
它可以通过滤波器和放大器对信号进行滤波和放大，以消除噪声和增强信号的强度。
此外，芯片还可以通过模数转换器将模拟信号转换成数字信号，以便于后续的处理和控制。
最后，交流电压芯片会对处理后的信号进行控制。
它可以通过控制电路调节输出电压的大小和稳定性，以满足特定的需求。
例如，在电力系统中，交流电压芯片可以通过控制电路来调节电源的输出电压，以确保设备正常运行和电力系统的稳定供电。
交流电压芯片的应用非常广泛。
在家庭和办公环境中，我们经常使用的交流电压芯片包括电源管理芯片和电压稳压芯片。
电源管理芯片可以提供稳定的电源供应，保持设备的正常工作。
电压稳压芯片可以将输入电压调节到需要的范围内，以保持稳定的输出电压。
在工业自动化和控制系统中，交流电压芯片也扮演着重要角色。
它可以用于控制电动机的运行速度和方向，控制电力设备的开关和保护，以及监测电力系统的状态和故障。
通过交流电压芯片的控制，我们可以实现电力系统的智能化管理和优化运行。
总之，交流电压芯片是一种重要的电子器件，它在电子设备和电力系统中发挥着至关重要的作用。
通过对电压进行采集、处理和控制，交流电压芯片可以实现对电流的调节和控制，确保设备的正常运行和电力系统的稳定供电。
它的应用范围广泛，包括家庭、办公环境和工业自动化等领域。
随着科技的进步和电力需求的增长，交流电压芯片将会继续发展和创新，为我们的生活和工作带来更多便利和效益。
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为低电压后再把交流电压变送器接成电压互感器的负载。电压互感
器和电压变送器的里昂母线电压的连接如图8所示。
交流电压变送器与交流电流变送器相似它有中间电压互感器
TV、精密交流—直流变换电路、恒压输出电路、恒流输出电路组成其
输入的模拟电压信号变换成易于准确测量的时间量然后在这个
时间宽度里用计数器记时计数结果就是正比于输入模拟量的数字
量。MC14433的电路结构图如下
MC14433的各管脚功能如下
①(VAG)—电压接地端
②(VR)—基准电压外接基准电压端。MC14433的正基准电压可测量
对滤波器来说更关心的是正弦稳态是的行为特性利用拉氏变
换与富氏变换的关系有
下图是上式RC=2时的幅频特性和相频特性波特图。
RC=2时一阶Butterworth低通滤波器的频率响应特性
二有源高通滤波器
高通滤波器的特点是只允许高于截止频率的信号通过。
正、负电压。
③VX :被测电压输入端MC14433为双积分型A/D转换器未知电压
与基准电压有以下关系:读数=(VX/VR)1999. 满量程的Vx=VR。满量
程:1.999V
④⑤⑥ (R1.R1/C1.C1)—外接积分电阻电容元件端
⑦⑧(C01、C02)—外接失调补偿电容端
微机变送器是测取电压、电流、功率、电能等电气量并以数字
量形式输出给远动装置或就地显示的系统,。微机变送器将输入信号
经相应的电压互感器或电流互感器变换成0~5V交流电压信号这些
信号输入到多路模拟电子开关。CPU经并行接口芯片将当前需要采
集的路号地址送到多路转换开关MPXMPX立即将选定的模拟电压输
由于发电机变压器及其各种非线性负荷的作用电力系统中除
了基波之外还存在着各种次谐波这给我们希望准确地测量交流系
统的各个参数带来了困难。在交流信号采样和变换的两侧都需要滤
波。可以通过一定的计算滤除不需要的谐波量并计算出希望得到
的交流量幅值和有效值。
一一阶低通Butterworth滤波电路
U01=2 Ui U02=- Ui 从而Ui >0时
U0= U01+ U02 = Ui (3)
Ui <0时A1输出为负V1反偏V2导通其等效电路见图4b。
由图可得
U1=(1+R2/R1)Ui
据处理后的信号已成标幺值无法表明该遥测量的大小需要进行标度
变换将其变成数值以便操作人员进行监视与管理。
引言
目前数据采集量器的市场需求量很大以数据采集器为核心够成
的最小系统应用广泛高性能的数据采集器有很大的市场。伴随着计
算机领域的飞速发展数据采集与处理系统逐步渗透各个领域如医
在电力系统监控系统中对发电厂、变电站、母线、输电线路等
回路的电流都应该加以测量。一般这些线路上的电流都很大不可能
直接进行测量因此先用电流互感器TA将大电流转换为小电流
而交流电流变送器捷成TA 的负载。图1为电流变送器与电流互感器
的连接。
(一)电流变送器原理框图
当LE=1时锁存器处于锁存状态四位锁存器封锁输入此时他的
输出为前一次LE=0时输入的BCD码当LE=0时锁存器处于选通状
态输出即为输入代码。可知利用LE 端的控制作用可以将一时刻
的输入BCD码寄存下来使输出不随输入的变化而变化。
七段译码电路将来自四位锁存器的输出BCD码译成七段显示码
○16○17○18○19 :多路选通脉冲输入端DS4:个.DS3:十.DS2:百.DS1:千
位. ○20 .○21 .○22 .○23 : BCD码数据输出端. ○24 : VDD正电源端 2 MC1403
MC1403 用来稳定电压保持
输出MC4511中的七段译码器有两个控制端
◇1 LT灯测试端。当LT=0时七段译码器输出全为1发光Байду номын сангаас码管
各段全亮显示当LT=1时译码器输出状态由BI控制。 ◇2 BI消隐端。当BI=0时控制译码器为全0输出发光数码管各段熄灭。BI=1时译码器正常输出发光数码管正常显示。
电流变送器以电流互感器二次电流作为输入信号电流输入信
号首先通过变送器内部的中间电流互感器使变送器输入与后级线路
电气隔离中间电流互感器输出电路经过一个电阻转变为电压信号。
精密交—直流变换电路将交流电压变为0—5V的直流电压经过恒流
输出电路得到0-1mA或4-20mA的直流输出信号。电流变送器的原理
出到采样保持器。采样保持器按确定的采样时序信号采集该交流信
号当保持脉冲到达后其输出信号保持不变。之后CPU发出启动
A/D转换信号A/D转换器将采样保持器输出的模拟电压换成数字量。
当A/D转换结束后A./D转换器经与非门向CPU发出A/D转换结束
信号CPU 中断当前工作经并行接口电路读得A/D转换输出数据。
上述两个控制端配合使用可使译码器完成显示上的特殊功能。
驱动器利用内部设置的NPN管构成的射极输出器加强驱动能
力使译码器输出驱动电流可达20mA.
原理框图如图9所示由图2与图9对比得交流电压变送器和交流
电流变送器的工作原理基本相同差异仅在交流输入部分。
三其他变送器
电能变送器就是将过路的电能转化为与其成正比的电脉冲信号的
一种仪表。电能变送器先将功率转变为直流电压信号再将该电压信
号转变为脉冲信号然后将脉冲信号进行分频整形输出。
框图见图2。
1中间电流互感器
在电流变送器中中间电流互感器主要起隔离作用同时也能进
一步减小输入电流值降低后级功耗。中间电流互感器的结构与普通
电流互感器相同。
2.精密交流―直流变换电路
精密交流―直流变换电路由线性整流电路和低通滤波电路组成。
采用线性整流电路可以改善由于整流二极管的非线性对交流―直流
变换线性度的影响低通滤波器消除全波整流后的工频二次以上的谐
波输出全波整流信号的平均值。
1 全波线性整流电路如图3所示
由于运算放大器的输入阻抗很大输出阻抗很小因而负载效应
小易于级间配合。整流信号从运算反大器A1的同相端输入
⑨(DU)—A/D转换结果输出显示控制端如与⒁脚相联则每次转换
结果都显示. ○10○11 (CLK1、CLK0)—时钟外接元件端, 选择电阻即可设定时钟频
率如时钟频率为66kHz时外接电阻取300kΩ。 ○12 (VEE:负电源端。VEE的电流约为0.8mA驱动电流并不流经此引脚对此负电压的电源电流要求不高。 ○13 (VSS ):输出信号接地端 ○14 (EOC):转换周期结束标示输出端. ○15 OR过量程标志输出端
因而需要有一个恒压―恒流转换电路。图7所示是输出电流为0~1mA
的恒流输出电路。它主要由一个运算放大器和两个NPN管V1、V2组
成电路的输入信号加于运放的反相输入端V1接成倒相放大V2
作为射极跟随器。电路的负载串于V2的射极。此外从V2的射极
R7的两端引出反馈信号至运放的输入端。由于运放和V1的倒相因
药、化工、食品等领域的生产过程中往往需要随时检测各生产环节
的温度、湿度、流量、压力等参数。同样我们的电网监控与调度自动
化系统也需要这样的数据采集与处理装置能够适应各种恶劣的环
境及时收发反应电网的状况的信息以便自动调度保证电网系统安
全、可靠、稳定地运行。
一交流电流变送器
为引至运放反相输入的信号形成正反馈引至运放同相端输入端的信
号形成负反馈。图7可见负反馈强于正反馈输出端有恒定的电流输
出。
二交流电压变送器
各发电厂变电站的母线电压值是衡量带你王运行质量的一个重
要参数看一般要求电压的波动不能超过给定的范围否则就要对系
统就要对系统进行调节保证电能质量。因为母线电压很高不能直
滤波电路原理图。在这个电路中运算放大器A3的输出U03 全部
反馈到它的同相输入端从而C2两端的电压近似为U03。
3.恒压输出电路与恒流输出电路
1恒压输出电路。恒压输出电路如图6所示它是一个单位反
馈的同相放大电路。由图6可知U04=Ui。
2恒流输出电路。一般都要求变送器都能具有较好的恒流输出
并从A1输出端取得输出。
当Ui>0时Ai输出为正,V1导通V2截止其等效电路图如
图4a所示。很明显U1=Ui.对于运算放大器A2同相输入产生的输出设为U01反相输入产生的输出设为U02则 U01 =(1+R4/(R2+R3))Ui (1) U02=-R4/(R2+R3)Ui (2) 将R4=2R1=2R2=2R3代入式12得
U01=(1+R4/R3)Ui=3Ui U02=-(R4/R3)U1=-4Ui 从而Ui <0时 U0= U01 + U02 =- Ui 同时考虑式34得到 U0 =|Ui| 2有源低通滤波电路。经过全波线性整流的信号通过有源低通滤波便可以得到一个平滑的直流电压信号。图5所示为有源低通
CPU 再次发出选择下一路采样的地址信号到MPX, ……。这种过程在
一个交流信号周期内重复L+m×N次(其中了L,m分别为微机变送
器采集的电压电流的路数)CPU获得了一个周期内每路输入信号的N
个采样值。CPU将已采集的数据进行处理并计算出线路上的各种电
气量值。
四电力系统数据预处理
MC14433的比较电压。
3 CD4511
CD4511是专用于将二-十进制代码BCD转换成七段显示信号
的专用译码器它有4位锁存器7段译码器和驱动器。