[发明专利]用于从数字数据流中消除低频偏移分量的系统和方法

说明书

一种用于从数字数据流中消除低频偏移分量的方法，该方法包括在模数转换器(ADC)的输入端处接收来自一个或多个模拟前端组件的模拟输入信号。模拟输入信号至少部分归因于模拟前端组件而具有相关联的低频偏移。该方法还包括在ADC的输出端处生成表示模拟输入信号的数字数据流。该数字数据流至少部分归因于模拟前端组件和ADC而具有相关联的低频偏移。将一个或多个低通有限脉冲响应(FIR)滤波器应用于数字数据流，以检测数字数据流中的低频偏移分量，并生成仅存在低频偏移分量的经滤波的输出信号。响应于此，例如，通过获取数字数据流与经滤波的输出信号的差，生成没有低频偏移分量的经校正的数字数据流。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月9日提交的美国临时申请第62/912,918号的权益和优先权，该申请通过引用整体结合于此。

技术领域

本公开一般涉及电气电路，更具体地，涉及用于从数字数据流中消除低频偏移分量的电气电路和相关系统和方法。

背景技术

众所周知，电气电路通常包括多个电气组件，例如模拟、数字和/或混合信号电气组件。众所周知，这些电气组件(例如模拟前端组件)可能会将噪声或偏移引入由电气组件接收的电信号中。另外，耦合到组件的信号源也可能引入偏移。如果不考虑，引入的偏移(例如，低频偏移)可能影响电气组件的输出的准确度，以及包括电气组件的电路的准确度。例如，测量电路是通常包括用于测量一个或多个参数的多个电气组件(例如，测量组件)的一种示例类型的电气电路。例如，由电气组件和耦合到电气组件的信号源引入的偏移可能影响测量电路输出的准确度，这可能导致能量浪费。因此，考虑该偏移是重要的。

发明内容

本文描述了与从数字数据流中消除偏移(特别是低频偏移分量)相关的系统和方法。可以从例如电气/电力系统中的一个或多个电气组件和/或信号源接收数字数据流。电力系统可以例如与至少一个负载、过程、建筑物、设施、船只、飞机或其他类型的结构相关联。

在本公开的一个方面，一种用于从数字数据流中消除低频偏移分量的方法包括在模数转换器(ADC)的输入端处接收来自一个或多个模拟前端组件的模拟输入信号。模拟输入信号至少部分归因于模拟前端组件而具有相关联的低频偏移。该方法还包括在ADC的输出端处生成表示模拟输入信号的数字数据流。数字数据流至少部分归因于模拟前端组件和ADC而具有相关联的低频偏移。该方法还包括将一个或多个低通有限脉冲响应(finiteimpulse response，FIR)滤波器应用于数字数据流，以检测数字数据流中的低频偏移分量，并生成仅存在低频偏移分量的经滤波的输出信号。响应于此，例如通过使用求和电路(例如，其可以采用减法器或减法电路的形式)获取数字数据流(即，原始数字数据流)与经滤波输出信号的差，来生成没有低频偏移分量的经校正的数字数据流。在一些实施例中，在电路的输出端处提供经校正的数字数据流。此外，在一些实施例中，经校正的数字数据流被提供给一个或多个电路、系统或设备用于进一步处理。例如，经校正的数字数据流可以用在可进行滤波的现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器、数字信号处理器和/或系统外通信端口处理。

根据本公开的一些实施例，模拟前端组件可以耦合到一个或多个信号源(例如，公用电源)，其中模拟前端组件被配置为接收由一个或多个信号源生成的一个或多个信号(例如，电压和/或电流信号)。在一些实施例中，信号源可能有贡献于由模拟前端组件向ADC提供的模拟信号(例如，模拟输入信号)中的低频偏移。例如，信号源可能会给信号引入接地差分。此外，电阻元件可能由于导线长度、连接腐蚀等原因而有贡献于偏移。