用STM32测量50Hz交流电有效值，且FFT，怎么计算最低采样频率和最短采样时间？

gumogumo · 发表于 2010-9-20 11:19:02

要求测量50Hz交流电有效值，计算15次以内谐波。
=============================================================================================
下面是测量有效值的几个方案：
1、20ms内连续等间隔采集32点，有效值 = 根号（( n1*n1+n2*n2+......n32*n32 )/32），并做FFT计算谐波
2、10ms内连续等间隔采集32点，有效值 = 根号（( n1*n1+n2*n2+......n32*n32 )/32），并做FFT计算谐波
3、<10ms内连续等间隔采集32点，有效值 = 根号（( n1*n1+n2*n2+......n32*n32 )/32），并做FFT计算谐波
==============================================================================================
采样时间上：（要求尽量缩短时间）
第一种方法：太浪费时间。
第二种方法：是否可行？请懂的支个招。（假设正、负半周对称，无影响）
第三种方法：很可能对计算有效值有影响（因为没有采集完整半个或一个周波数据），对谐波计算没有影响。

采样频率上：（要求计算出15次以内谐波，及最高频率15*50=750Hz）
第一种方法：20ms采集32点，采样频率为32*(1000/20)=1600Hz > 2*750Hz
第二种方法：10ms采集32点，采样频率为32*(1000/10)=3200Hz > 2*750Hz
第三种方法：<10ms采集32点。。。。。。。。。
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现在初步感觉第二种方法可行。
大家有没有好的建议或者指出错误的地方。谢谢！

ahfong2006 · 发表于 2010-9-20 11:24:45

感觉采样点数少了点，采样小于一周期计算上有难度吧？

gumogumo · 发表于 2010-9-20 11:47:55

谢谢搂上的。
感觉半个周期32点应该可以吧，这样采样频率是不是比一个周期高出一倍了？
不知道对谐波分接有影响没有

again · 发表于 2010-9-20 12:32:33

点数太少了，你的频谱拉不开的
我们一般是做不间断流水线采样，计算时从中抽取，这样实时性可以做的很高，就是出第一个数需要等一段采样时间
有效值可以直接从FFT出，现在有很多频谱泄漏校正算法，精度都非常高，我们已经在电力仪器里应用多年了

again · 发表于 2010-9-20 12:38:36

丁康老师，王兆华老师都有相关著作

cht-rtos · 发表于 2010-9-20 12:45:30

标记

gumogumo · 发表于 2010-9-20 12:45:37

谢谢3楼,我这里用在三相电网中,6路信号采集我想用DMA,感觉每相32点也差不多达到要求了.

biezhen · 发表于 2010-9-20 12:51:09

32点凑合着够了，但二次谐波这些不能用半波算法

gumogumo · 发表于 2010-9-20 16:38:35

哦，那还得采集一个周波的数据了，改成64个点或者128点试试。可惜偶不懂FFT原理

again · 发表于 2010-9-20 16:57:24

你的频谱分辨率3K/32=100HZ，频谱都混叠了

biezhen · 发表于 2010-9-20 17:18:26

32点采样，是刚好可以分析到15次谐波的不会发生频谱泄漏

fickle · 发表于 2010-9-20 17:27:27

楼主，有没有精度要求？

pingpinggu · 发表于 2010-9-25 22:01:20

回复【楼主位】gumogumo 机油爱木偶
要求测量50hz交流电有效值，计算15次以内谐波。
=============================================================================================
下面是测量有效值的几个方案：
1、20ms内连续等间隔采集32点，有效值 = 根号（( n1*n1+n2*n2+......n32*n32 )/32），并做fft计算谐波
2、10ms内连续等间隔采集32点，有效值 = 根号（( n1*n1+n2*n2+......n32*n32 )/32），并做fft计算谐波
3、<10ms内连续等间隔采集32点，有效值 = 根号（( n1*n1+n2*n2+......n32*n32 )/32），并做fft计算谐波
================================================......
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mark

denglu · 发表于 2010-9-25 22:32:44

mark

cuikai12345 · 发表于 2010-9-25 23:36:10

mark

tkxlll · 发表于 2010-9-27 17:48:16

学习。

wjc1956 · 发表于 2010-9-27 18:25:41

mark

antonine · 发表于 2010-9-30 12:16:24

1.采样定理要求采样频率>=2*被测信号最高频率，一般取10倍左右
2.频率分辨率＝ 1/(采样周期*采样点数）＝采样频率/采样点数

如你的方案2中，10ms采样32点，采样频率3.2K = 4*750 还能接受
但频率分辨率为 3.2K/32 = 1/10mS = 100Hz 分辨率不够

liutongde · 发表于 2010-10-28 15:03:08

mark

onece · 发表于 2010-10-28 16:40:53

MARKMARK

xxd-07 · 发表于 2010-10-28 21:53:16

MARK

heaven1983 · 发表于 2010-10-29 09:38:17

采样频率可以降下来，40ms采样32个点，然后用样条插值，可以插值出任意多个点，频率如果不是突变，基本可以保证精度

xingliu · 发表于 2010-10-29 09:45:35

同问

mcu2009 · 发表于 2010-10-29 09:52:53

mark

783055156 · 发表于 2010-11-5 10:44:40

呵呵我们的是256点

alexmayer · 发表于 2011-2-22 17:23:13

看看

pwwp · 发表于 2011-9-30 22:55:02

MARK

sleet1986 · 发表于 2011-12-6 10:31:57

值得关注--

xingliu · 发表于 2011-12-7 14:57:00

mark 丁康王兆华

yjysss · 发表于 2012-2-16 09:00:37

mark

pcwinner · 发表于 2012-2-16 09:15:38

顶起！~

selina1983 · 发表于 2012-5-23 10:05:08

mark

tianlai8624 · 发表于 2012-5-25 22:42:20

采样频率可以降下来，40ms采样32个点，然后用样条插值，可以插值出任意多个点，频率如果不是突变，基本可以保证精度

好办法，学习了

liuruoshui · 发表于 2012-5-26 12:41:19

好贴！学习了!

liangws201 · 发表于 2012-5-29 20:47:12

学习啦！！！！！！

hqf_mcu · 发表于 2012-11-20 23:59:56

标记一下,学习

cookie · 发表于 2012-12-10 12:07:10

遇到了同样的问题。。

zhangsusu · 发表于 2012-12-30 20:34:38

考虑奈奎斯特定理有限长效应和栅栏效应
1. 考虑奈奎斯特定理你关注的是15次以上谐波
其最大频率频率在15×50 = 750Hz 左右
根据奈奎斯特定理结合 ieee 1574 的建议采用4khz的采样频率比较合适（4000/750>5）
2. 考虑有限长效应你关注的最小频率是50Hz 一个周期大概是20ms 采样到五个周期也就是 100ms
因此采样点数应该达到 4khz×100ms = 400 考虑fft的碟形运算取N = 512
3. 栅栏效应频率分辨率=采样频率/采样点数=4000/512 在9hz 左右
两个办法提升
A 补零比如补到2048 再做fft 频率分辨率能达到 2hz
B 插值或最小二乘频率分辨率能进一步提升到所需要的精度

ziruo2002ab · 发表于 2013-3-20 20:50:01

ls不懂别误导别人

papapupa · 发表于 2013-3-20 21:28:08

强烈学习啊

zhangsusu · 发表于 2013-3-20 21:29:59

ziruo2002ab 发表于 2013-3-20 20:50
ls不懂别误导别人

请教我哪些部分描述的有问题

fulluzl@163.com · 发表于 2013-4-9 11:36:30

定点采样,频率对有效值的影响很大,这个问题怎么解决

zhtj · 发表于 2013-4-9 22:40:01

留作参考

Jimmy.Dung · 发表于 2013-4-10 00:51:13

学习中~

again · 发表于 2013-4-10 08:01:28

插值，补零提高频率分辨率是不确切的，频普如已混蝶都是没作用的，如何在有限点数下提高频普分辨率这个问题我研究了几年了

again · 发表于 2013-4-10 08:09:03

fulluzl@163.com 发表于 2013-4-9 11:36 定点采样,频率对有效值的影响很大,这个问题怎么解决

主要是频谱发生了泄漏，这个目前有很多算法可以矫正的而且精度非常高的，我们研究的算法能准确分辨间隔2根谱线以上的频谱

baiyunfeikf · 发表于 2013-4-10 08:37:50

我用的也是一个周期32点采样，再用方均根算出有效值，只是没计算谐波，估计FFT比较耗时

huhang · 发表于 2013-7-28 21:51:55

mark，最近也在也就这个，有点心得了

actshuishan · 发表于 2013-7-29 06:20:55

mark mark 。

wujiaodalou911 · 发表于 2013-7-29 09:02:23

MARK关注

lsy-forever · 发表于 2013-7-30 00:16:04

说的都有道理

东海傲虾 · 发表于 2013-7-30 09:01:33

FFT原理很简单的，你看一下傅里叶级数和蝶形运算就基本能理解了。

acmilannast · 发表于 2013-7-30 09:16:13

电表里是 20mS 256点

棋间卒 · 发表于 2013-8-1 13:14:47

学习了。。

tangbaiwen · 发表于 2013-8-1 15:52:52

我也同问，mark

Honolulu · 发表于 2014-1-9 14:47:07

mark！好资料哦

281313005 · 发表于 2014-7-14 16:14:28

mark mark 学习

442609298 · 发表于 2014-8-1 09:38:31

请问楼主，FFT计算谐波是如何实现的？不懂，求指导哈

nxc · 发表于 2014-8-1 12:57:28

mark

zhiqianlin · 发表于 2014-8-2 00:40:57

10年的帖子了，楼主问题解决了吗？

champtech · 发表于 2014-10-31 16:18:54

没有直流分量计算公式

粤H广宁 · 发表于 2016-9-27 21:05:26

我也MARK一下丁康老师王兆华

acmilannast · 发表于 2016-9-28 07:02:57

18楼 38楼给出了理论算法

MiniCat · 发表于 2016-9-28 13:15:31

看评论学习。

wgfnyk · 发表于 2016-11-12 08:18:33

zhangsusu 发表于 2012-12-30 20:34
考虑奈奎斯特定理有限长效应和栅栏效应
1. 考虑奈奎斯特定理你关注的是15次以上谐波
其最大频率频率在15 ...

思路很清晰，学习了。

喜欢雪的人 · 发表于 2018-5-7 11:07:11

最近在做这方面，一直没有解决，纠结

雨中的风铃 · 发表于 2018-5-7 14:48:32

我们的产品电能质量分析仪一个周期20ms采2048或4096个点

gonggu8181 · 发表于 2018-5-7 14:57:06

MARK一下

skype · 发表于 2019-4-8 21:11:08

fft,mark.

xd785 · 发表于 2019-4-9 10:10:41

MARK一下

ZXF_CUG · 发表于 2019-4-9 10:38:07

采样小于一个周期，频谱泄露会比较大

xjmlfm1 · 发表于 2019-4-9 12:29:14

雨中的风铃发表于 2018-5-7 14:48
我们的产品电能质量分析仪一个周期20ms采2048或4096个点

握个手，应该是同行，能聊一聊么？

gaoxiaohu2018 · 发表于 2019-4-19 15:44:49

again 发表于 2010-9-20 12:32
点数太少了，你的频谱拉不开的
我们一般是做不间断流水线采样，计算时从中抽取，这样实时性可以做的很高， ...

采样频率是怎么定的?

用STM32测量50Hz交流电有效值，且FFT，怎么计算最低采样频率和最短采样时间？

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