[发明专利]一种谐波分析中的整周期采样电路及整周期采样方法

权利要求书

1.一种谐波分析中的整周期采样电路，其特征在于包括第一定时器、第二定时器、第一波形整形模块、边沿检测模块、设置有波形查找表的控制处理模块、数模转换器、低通滤波器、第二波形整形模块和模数转换器模块，所述的第一波形整形模块用于将被测模拟周期信号的模拟波形整形为方波信号，所述的边沿检测模块用于检测所述的第一波形整形模块输出的方波信号的上升沿和下降沿并发送检测结果信号至所述的控制处理模块，所述的控制处理模块用于根据检测结果信号控制所述的第一定时器对方波信号的周期进行测量，再由所述的控制模块根据测量得到的方波信号的周期得到所述的第二定时器产生定时中断信号的中断频率、合成信号的频率和波形索引步长，所述的第二定时器用于根据测量得到的方波信号的周期产生定时中断信号并发送至所述的控制处理模块，所述的波形查找表中预设有一个周期的合成信号波形采样值，所述的控制处理模块用于在接收到定时中断信号时以当前波形查找表的地址索引为准，发送合成信号波形采样值至所述的数模转换器，当前波形查找表的地址索引具有一个初值，并以波形索引步长为单位逐次递加，直至所述的边沿检测模块检测到所述的第一定时器完成周期测量后的被测模拟周期信号的第二个上升沿时停止，所述的数模转换器用于将合成信号波形采样值转换为波形样点逐次输出最终得到合成波形，所述的低通滤波器用于将合成波形进行平滑滤波后发送至所述的第二波形整形模块，所述的第二波形整形模块用于将平滑滤波后的合成波形转换为所述的模数转换器的采样触发脉冲，所述的模数转换器用于根据采样触发脉冲对被测波形进行采样得到采样波形，并将采样波形输入所述的控制处理模块，所述的控制处理模块用于对接收到的采样波形进行谐波分析。

2.使用如权利要求1所述的一种谐波分析中的整周期采样电路的整周期采样方法，其特征在于包括以下步骤：

1）控制处理模块对第一定时器的时间基准和第二定时器的定时中断信号的中断时间进行初始化设置，并将波形查找表的地址索引index初始化为初值index0，index0=0；

2）将被测模拟周期信号输入第一波形整形模块，开始本次谐波分析周期，第一波形整形模块对被测模拟周期信号进行整形得到方波信号，并将方波信号分别发送至边沿检测模块和第一定时器，当边沿检测模块检测到方波信号的第一个下降沿时，控制处理模块控制第一定时器开始对方波信号的周期进行测量，当边沿检测模块检测到方波信号的第二个下降沿时，控制处理模块控制第一定时器停止测量工作，此时控制处理模块读取第一定时器的测量值并作为被测模拟周期信号的周期T0；

3）控制处理模块根据被测模拟周期信号的周期获取采样频率FN：FN=N/T0，其中N表示根据需要预设的对被测模拟周期信号的一个周期内的波形进行整周期采样所包括的合成信号的周期的总数，控制处理模块再根据FN获取第二定时器的中断频率Fs：Fs=k×FN，100≤k≤200，最后，控制处理模块根据FN和Fs获取波形索引步长step：step=FN×tablesize/Fs，其中，tablesize表示波形查找表的大小；

4）当边沿检测模块检测到第一定时器完成周期测量后的被测模拟周期信号的第一个上升沿时，控制处理模块控制第二定时器以中断频率产生定时中断信号，当第二定时器产生一次定时中断信号时，控制处理模块以当前的index为准，将波形查找表内存储的第一个合成信号波形采样值送往数模转换器并输出第一个波形样点；

然后根据step对下一次地址索引进行更新：index=index+step，其中符合“=”为更新符号，并以更新后的地址索引为准，当第二定时器产生下一次定时中断信号时，控制处理模块将波形查找表内存储的下一个合成信号波形采样值送往数模转换器并输出下一个波形样点；

重复执行上述过程，同时判断index的值是否大于tablesize，如果大于tablesize，则当前一次index更新为：index= index- tablesize+step，其中符合“=”为更新符号；

当边沿检测模块检测到第一定时器完成周期测量后的被测模拟周期信号的第二个上升沿时，控制处理模块控制第二定时器停止工作；

5）低通滤波器将合成波形进行平滑滤波后发送至第二波形整形模块；

6）第二波形整形模块将平滑滤波后的合成波形转换为模数转换器的采样触发脉冲，模数转换器根据采样触发脉冲对被测波形进行整周期采样得到整周期采样波形，完成整周期采样过程，并将采样波形输入控制处理模块。