[发明专利]电参量计量过程中的信号噪声处理装置

权利要求书

1.一种电参量计量过程中的信号噪声处理装置，其特征在于，包括相互电连接的波形处理模块、计量运算模块及噪声计算模块；

所述波形处理模块用于采样模拟信号，并将所述模拟信号转换为第一数字信号并分别输出至所述计量运算模块及噪声计算模块；

所述噪声计算模块用于从所述第一数字信号中提取噪声分量，并将所述噪声分量作为第二数字信号输出至所述计量运算模块；

所述计量运算模块用于根据所述第一数字信号进行有功功率计算，并根据有功功率进行有功能量计算，所述计量运算模块还用于对有功功率平均值与所述第二数字信号进行运算，以减小有功功率平均值中的噪声分量；

所述波形处理模块包括依次连接的增益放大器、模数转换器、高通滤波器及增益补偿器；

所述增益放大器用于将所述模拟信号缩放至所述模数转换器的线性工作区间，并输出至所述模数转换器；

所述模数转换器用于将所述模拟信号转换为第一精度数字信号，并将所述第一精度数字信号转换为精度更高的第二精度数字信号后输出至所述高通滤波器；

所述高通滤波器用于滤除所述第二精度数字信号中的直流分量后输出至所述增益补偿器；

所述增益补偿器用于对所述第二精度数字信号进行全局增益校正，并生成所述第一数字信号。

2.如权利要求1所述的信号噪声处理装置，其特征在于，所述模拟信号包括模拟电流信号及模拟电压信号，所述第一数字信号包括第一数字电流信号及第一数字电压信号。

3.如权利要求1所述的信号噪声处理装置，其特征在于，所述噪声计算模块包括第一低通滤波器、信号抽取器、零相位陷波器、噪声计量乘法器、取直流滤波器及偏置补偿器；

所述第一低通滤波器用于滤除所述第一数字信号中的高频分量，以生成低通滤波信号并输出至所述信号抽取器；

所述信号抽取器用于按照一采样周期对所述低通滤波信号进行抽取，并将抽取的信号输出至所述零相位陷波器；

所述零相位陷波器用于去除所述抽取的信号中的电流信号的工频信号分量，提取所述电流信号中的噪声分量并输出至所述噪声计量乘法器；

所述噪声计量乘法器用于对所述电流信号中的噪声分量与所述抽取的信号中的电压信号进行运算，以得到噪声瞬时功率值并输出至所述取直流滤波器；

所述取直流滤波器用于滤除所述噪声瞬时功率值中的高频波动分量，以生成噪声平均功率值并输出至所述偏置补偿器；

所述偏置补偿器用于调整所述噪声平均功率值中的直流分量，并生成所述第二数字信号。

4.如权利要求3所述的信号噪声处理装置，其特征在于，所述第一低通滤波器的截止频率低于100Hz且高于50Hz。

5.如权利要求3所述的信号噪声处理装置，其特征在于，所述零相位陷波器包括依次连接的第一陷波滤波器、第一缓存器、第一顺序反转模块、第二陷波滤波器、第二缓存器以及第二顺序反转模块；

所述第一陷波滤波器为中心频率为50Hz的陷波器，所述第一缓存器用于对所述第一陷波滤波器的输出信号进行分段缓存，所述第一顺序反转模块用于将所述第一缓存器中的缓存数据的排序反转，并将反转后的数据输出至所述第二陷波滤波器；

所述第二陷波滤波器为与所述第一陷波滤波器相同的滤波器，所述第二缓存器用于对所述第二陷波滤波器的输出信号进行分段缓存，所述第二顺序反转模块用于将所述第二缓存器中的缓存数据的排序反转，并将反转后的数据输出至所述噪声计量乘法器。

6.如权利要求1所述的信号噪声处理装置，其特征在于，所述计量运算模块包括依次连接的乘法器、第二低通滤波器、补偿器及积分器；

所述乘法器用于对所述第一数字信号进行瞬时有功功率计算，并将计算出的瞬时有功功率输出至所述第二低通滤波器；

所述第二低通滤波器用于滤除所述瞬时有功功率中的高频波动分量，提取直流分量作为有功功率平均值并输出至所述补偿器；

所述补偿器用于将所述有功功率平均值与所述第二数字信号作减法运算以减小所述有功功率平均值中的噪声分量，并将计算结果输出至所述积分器；

所述积分器用于对经过所述补偿器补偿后的有功功率平均值进行积分运算，以生成有功能量的计量结果。