[发明专利]一种抑制供电频率干扰的方法

说明书

本发明公开了一种抑制供电频率干扰的方法，包括相位跟踪、噪声获取和噪声扣除三部分内容。本发明针对常用的滤波降噪方法易造成信号失真的缺陷，利用供电频率干扰引起的噪声与供电频率同步且一定条件下噪声波形不变的特性，提供了一种通过扣除噪声手段抑制供电频率干扰的方法，使得抑制噪声的过程不会造成真实信号的畸变。该方法基本原理是在信号输出为零或恒值时采集噪声，并对噪声按照周期进行平均以抑制随机噪声，得到一个周期内不同相位的参考噪声，通过一定的算法将含噪声的信号与参考噪声进行相位匹配，进而减去对应相位的参考噪声。

技术领域

本发明属于信号采集及处理技术领域，具体涉及一种抑制供电频率干扰的方法。

背景技术

在动态信号采集中，受信号测试现场各种条件限制，降低信号中噪声的措施时常难以实施，或者由于现场干扰较强，即使采用了降低噪声的措施，获得的信号中仍然包含较大的噪声。对于此类受到干扰的信号，通常的处理方法是通过滤波(包括平滑)抑制噪声，提高信噪比。但滤波会同时滤除信号中对应阻带的部分，在信号为瞬态信号时，或者信号频率阻带包含较大能量时，滤波会造成信号较大的失真。图1是宽度5ms的矩形脉冲及其通过50Hz带阻滤波器后的波形，可以看到信号波形严重失真。

在一些情况下，噪声中部分成分(以功率计最高占比有时可达95％以上)频率与供电频率(我国为50Hz，部分国家和地区为60Hz)相同且同步。在长期观察中，发现在信号布线不改变且现场其它用电设备工作情况不发生大的改变的情况下，任意通道噪声波形也不发生大的改变。图2给出了某次实验中不同通道的噪声波形。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种抑制供电频率干扰的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种抑制供电频率干扰的方法，包括如下内容：

一、相位跟踪：

(1)构造抑制直流和供电频率噪声高次谐波频率的带通滤波器；

(2)根据带通滤波器参数确定滤波延迟；

(3)使用带通滤波器对相位参考通道进行滤波；

(4)计算每个上升沿过零时刻；

(5)根据每一个点相对上升沿过零时刻及滤波延迟计算相位；

二、噪声获取：

(1)确定参考噪声的相位点集；

(2)在通道的每一个周期上对每一个噪声相位点插值；

(3)在每一个噪声相位点对各周期插值结果取平均值；

三、噪声扣除：

对某一通道的每一个数据点，用相应通道参考噪声函数在该数据点对应相位插值，然后用该数据点数值减去相应插值结果。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明针对常用的滤波降噪方法易造成信号失真的缺陷，利用供电频率干扰引起的噪声与供电频率同步且一定条件下噪声波形不变的特性，提供了一种通过扣除噪声手段抑制供电频率干扰的方法，使得抑制噪声的过程不会造成真实信号的畸变。

该方法基本原理是在信号输出为零或恒值时采集噪声，并对噪声按照周期进行平均以抑制随机噪声，得到一个周期内不同相位的参考噪声，通过一定的算法将含噪声的信号与参考噪声进行相位匹配，进而减去对应相位的参考噪声。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1矩形脉冲及其滤波失真(采样频率5000Hz，滤波器为长度2501,阻带45Hz-55Hz，窗型4.86的Kaiser滤波器)；