用STM的FFT库做交流220电压采集，精度可以达到多少

z31com

想用STM的FFT库做220交流电压采集。
一般采集频率及点数要用多少？
电压及频率精度可以达到多少？
电压精度与频率精度是不是不能共存？

罗小蘑菇

很多年前做过相关产品，用STM32的ADC采集，64个点采样，FFT处理，做角差补偿，可以做到1%精度，满足电能表所有测试要求。
现在计量芯片这么便宜，真没必要这么搞了，用计量芯片做，成本低，精度高，连互感器都能省了，程序也简单，何乐而不为呢。
现在瑞能微的SOC芯片方案更简单，MCU和计量芯片集成一体，M0内核，更简单。

z31com

感谢回复，
要多路采集，没办法用专用芯片做（成本）

yz_altang

z31com 发表于 2023-7-22 14:57
感谢回复，
要多路采集，没办法用专用芯片做（成本）
(引用自3楼)

多个计量芯片，实现多路计量，便宜可靠。

AWEN2000

z31com 发表于 2023-7-22 14:57
感谢回复，
要多路采集，没办法用专用芯片做（成本）
(引用自3楼)

光采电压用电能芯片，起码可以采6路

xaofen

可以7路，不行7*n

dellric

采集频率不可怕，可怕的是FFT的栅栏效应，如果不做整周期采样，测准的确很难，对于间谐波，没有扎实的DSP功夫，可以直接投降了。不建议用STM32做FFT，买N个电能芯片，解决一切烦忧。

z31com

成本要求严格，只能用STM32的ADC做。

AWEN2000

z31com 发表于 2023-7-24 09:04
成本要求严格，只能用STM32的ADC做。
(引用自8楼)

你没说精度要求多少？采样速率要求不低于多少？是否要求真有效值？
这些都影响成本的
感觉用不到FFT的，FFT让问题复杂了，精度也不容易高的
要什么FFT啊，直接每周波64点/128点采样，采样值平方求和开根号除以点数
或者直接采样值的绝对值取平均值

采样点数多些周期，0.5%还是可以做到的，就是反应慢点

如果要求更高还是用电能芯片吧

EMC菜鸟

不太明白，电压跟FFT有啥关系？

z31com

我要识别的频率范围：10-70HZ左右。
目前用的是触发的方式采集：上升沿时，当电压大于1.65V（偏置电压），开始计数直到下一个触发值。电网良好的时候都没问题。当电网功耗因素低于0.5时，就容易误触发。（一个周期有多个点触发到1.65V）
要测量的信号有：有效电压，有效电流，有功功率，无功功率，功率因素，相位角

feibagezib

防止采样误触发，起始位置应该是电压峰值时候开始周期采样，我以前无功补偿方案是上升沿位置加上1/4周期时间（如果频率有变化，就应是上个周期的1/4），这样做的主要目的就是防止谐振频率造成误触发，过零判断最容易受到干扰，而峰值的起始偏差反而不明显。几年前的stm32f103采三相电压电流，可以做到0.5%,用FFT（每周期64个点）可以测量：有效电压，有效电流，有功功率，无功功率，功率因素，相位角

AWEN2000

z31com 发表于 2023-7-24 15:09
我要识别的频率范围：10-70HZ左右。
目前用的是触发的方式采集：上升沿时，当电压大于1.65V（偏置电压）， ...
(引用自11楼)

你是采集电网电压，需要10-70HZ范围？
电网频率最大偏差±1Hz

ibmx311

刚刚在五位半的精度上获得4k的采样,量程范围从-2.99999到+2.99999,只不过代价很大没法做小巧。加热系统就消耗了90瓦功率，真真正正的4k采样，就是没想好这样快的码流采用啥方法输出,在串口设置到5兆的时候能来得及，但除了测试没什么意义，想用spi但是单片机的资源用完了没有多余的spi了，再说也有点不伦不类

z31com

feibagezib 发表于 2023-7-25 13:54
防止采样误触发，起始位置应该是电压峰值时候开始周期采样，我以前无功补偿方案是上升沿位置加上1/4周期时 ...
(引用自12楼)

1、防止采样误触发，起始位置应该是电压峰值时候开始周期采样
这点不明白，电压的峰值是变化的，且峰峰值的顶部有可能是锯齿状的，会使峰值检测有问题。
2、几年前的stm32f103采三相电压电流，可以做到0.5%,用FFT（每周期64个点）可以测量：有效电压，有效电流，有功功率，无功功率，功率因素，相位角
你做的采样率是多少。每次采多少点,是256吗？

z31com

AWEN2000 发表于 2023-7-25 14:32
你是采集电网电压，需要10-70HZ范围？
电网频率最大偏差±1Hz
(引用自13楼)

我要采集的是发电机的电压，在发电过程中，频率范围是0---70HZ左右

modu8888

罗小蘑菇 发表于 2023-7-22 11:46
很多年前做过相关产品，用STM32的ADC采集，64个点采样，FFT处理，做角差补偿，可以做到1%精度，满足电能表 ...
(引用自2楼)

谢谢推荐。

feibagezib

z31com 发表于 2023-7-25 17:12
1、防止采样误触发，起始位置应该是电压峰值时候开始周期采样
这点不明白，电压的峰值是变化的，且峰峰 ...
(引用自15楼)

采样也是上升沿的，不是零点；用比较器选一个合适的电压，此电压相对零点大得多，也比峰值小很多。一般是单一的（市电有电压不会超20%），这个比较的信号得到触发和周期时间。每周期采64个点，FFT处理1毫秒左右。

z31com

feibagezib 发表于 2023-7-25 19:46
采样也是上升沿的，不是零点；用比较器选一个合适的电压，此电压相对零点大得多，也比峰值小很多。一般是 ...
(引用自18楼)

你是先用触发方式，以固定时间采集64个点，然后做FFT。64个点正好是一个周期？

z31com

罗小蘑菇 发表于 2023-7-22 11:46
很多年前做过相关产品，用STM32的ADC采集，64个点采样，FFT处理，做角差补偿，可以做到1%精度，满足电能表 ...
(引用自2楼)

角差补偿是怎么做的，能分享下吗？

polarbear

楼主，因为你要采集电压， 所以做个过零电路触发CPU 中断就可以知道电网的频率， 也保证采集的周期完整

z31com

polarbear 发表于 2023-8-15 11:59
楼主，因为你要采集电压， 所以做个过零电路触发CPU 中断就可以知道电网的频率， 也保证采集的周期完整 ...
(引用自21楼)

电源质量不好的时候，只做过0触发不行

z31com

罗小蘑菇 发表于 2023-7-22 11:46
很多年前做过相关产品，用STM32的ADC采集，64个点采样，FFT处理，做角差补偿，可以做到1%精度，满足电能表 ...
(引用自2楼)

你这个相位角怎么做可以到1%呢。我现在测试误差都在3-5度。可以分享下算法吗？
还有相问下，我用官方的DSP库做的FFT，如果加窗呢？

罗小蘑菇

z31com 发表于 2023-8-18 09:39
你这个相位角怎么做可以到1%呢。我现在测试误差都在3-5度。可以分享下算法吗？
还有相问下，我用官方的DS ...
(引用自23楼)

10多年前的项目了，现在细节记不清了了，算法挺复杂的，需要研究好久，如果你搞不定还是老实用计量芯片吧

罗小蘑菇

z31com 发表于 2023-8-18 09:39
你这个相位角怎么做可以到1%呢。我现在测试误差都在3-5度。可以分享下算法吗？
还有相问下，我用官方的DS ...
(引用自23楼)

而且你只是测个电压，又不计算功率和电能，跟角差完全没关系，算功率和电能才需要角差补偿和校正，因为是互感器产生的电压和电流的相位差。
你只测电压跟这些都没关系，只能说明你其他方面没研究好，趟过的坑建议你不要往里跳，可是你勇往直前，也帮不了你什么了。

z31com

罗小蘑菇 发表于 2023-8-18 11:13
而且你只是测个电压，又不计算功率和电能，跟角差完全没关系，算功率和电能才需要角差补偿和校正，因为是 ...
(引用自25楼)

我需要采集三相电的电压，电流，有功功率，无功功率。原来用触发的方式，在功率因素很低的情况下会有误动作。造成测量不准。