浅谈数字锁相技术交流采样及其信号处理

　　基于数字锁相技术的交流采样及其信号处理

　　摘要 现在一些场合对应急电源切换的时间要求越来越高，快速采集交流电压信号并进行实时处理，是实现准确快速切换的关键，本文采用 TMS320LF2407 作为逆变控制芯片，并在此基础上采用数字化锁相技术、RC 低通滤波和谐波补偿处理等方法，实现了交流电压信号的准确与快速的实时采集，为应急电源的正确、快速切换控制奠定了基础。

　　关键词：DSP；同步采样；信号处理

　　Sampling and Disposing of the AC Voltage

　　Signal Based on Digite Phase Locked Loop

　　Liu Hui Li Duoshan

　　（Lianxin Power Supply Co.，Ltd， Hefei 230088）

　　Abstract In such fields， the switching speed between bypass of emergency power supply（EPS） and main power supply be required more strict. So that， it is an important to sample and dispose of the AC voltage signal fast and accurately. A inverter based on TMS320LF2407 chip is presented， digital phase locked loop and RC lowpass and compensated harmonic error methods be taken， it realize sampling and disposing of the AC voltage signal fast and accurately， so that it also ensure the switching process accurate and rapidly.

　　Key words：DSP；synchronization sampling；signal dispose

　　1 引言 2 同步定点采样

　　现在对应急电源性能的要求越来越高，如：在 在工程中，瞬时采样常用的采样方法是对信号

　　某些不能断光源场合（隧道、地铁等），采用的是高 进行定时采样，也即每两个相邻的采样点间的时间

　　强气体放电灯（如高压钠灯、金属卤素灯等），高强 间隔是固定的，采样的速度满足香农采样定理即可。

　　气体放电灯的特性均为：当断电时间大于 5ms 时， 但是，随机定时采样对瞬时快速判断有很大难度，

　　高强气体放电灯将断电熄灭，要等其冷却后才能重 虽然可以采用真有效值等算法进行数据处理，但反

　　新启动，在这些场合必须实现应急电源的快速切换。 应速度过于滞后，不宜用作快速判断的方法。同步

　　应急电源的实时性控制的要求越来越高，交流市电 定点数采样法，即对一个周期信号，在一个固定的

　　的正确判断是实现快速切换的一个重要方面，传统 周期内，不是以固定的时间间隔来决定采样点，而

　　的电压采样电路多采用整流与滤波电路构成，由于 是在一个周期内采样固定的点数，这些采样点间的

　　滤波电容具有时延特性，很难满足快速判断的要求， 时间间隔相等。采样序列和时间的对应关系如下：

　　只有采用瞬时交流采样电路才能满足快速判断的要 采样序列：X（1），X（2），X（3），X（4），X（5），X（6），

　　求。所以，交流电压信号实时采集和信号处理获得 X（7），……

　　高质量交流电压信号，它是应急电源进行实时性控 采样时刻：0，t，2t，3t，4t，5t，6t，……

　　制的基本要求，本文在基于数字锁相同步基础上， 其中，t=T/m（T 为被测信号的周期，m 为一个

　　进行交流电压信号的实时采集和处理，通过这些技 周期内的采样点数）。

　　术，实现了交流电压信号的准确与快速的实时采集， 同步定点数采样就是以被测信号的零点作为采

　　为应急电源的正确、快速切换控制奠定了基础。 样的起始点，在被测信号的一个完整周期内采样固