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[DSP] AD采样50Hz交流电做FFT,采样芯片频率为100kHz,采样点设定

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发表于 2022-6-21 17:27:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
求大佬,如下计算分析是否正确,谢谢!

50Hz基波周期20ms
2-99次谐波最大频率99*50 = 4950Hz
采样频率 > 2*4950 = 10kHz
100kHz采样频率,单点采样时间为1/100k =10us;
1024采样点 所需时间 为1024*10us =10ms  小于基波周期
因此采样点至少2048点,刚刚满足大于一个基波周期
2048FFT
100000/2048 = 48.8Hz,非50Hz整数倍
2000点后补零。 100000/2000 = 50Hz,频域分辨率为50Hz
1点为直流分量,第2点为50Hz基波,第32次谐波,第10099次谐波

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 楼主| 发表于 2022-6-21 17:52:35 | 显示全部楼层
另外有个问题,利用DSP计算各次谐波分量的幅值后,如何计算出各分量的有效值,谢谢!
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 楼主| 发表于 2022-6-21 17:55:38 | 显示全部楼层
主要目的是计算2-99次谐波分量的有效值
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发表于 2022-6-22 00:52:01 | 显示全部楼层
这句话分析:采2000点后补零。 100000/2000 = 50Hz,频域分辨率为50Hz  不对。
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发表于 2022-6-22 00:56:06 | 显示全部楼层
lishang4650 发表于 2022-6-21 17:52
另外有个问题,利用DSP计算各次谐波分量的幅值后,如何计算出各分量的有效值,谢谢!

各次谐波都是标准正弦波,除以根号2就行。
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 楼主| 发表于 2022-6-22 09:30:20 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-6-22 00:52
这句话分析:采2000点后补零。 100000/2000 = 50Hz,频域分辨率为50Hz  不对。

感谢汉子哥帮忙分析,这个错误追问下,频域分辨率还是48.8Hz的话,不是50Hz的整数倍,这种情况下,第2点基波,第三点2次谐波...与整数倍计算出的谐波是否有偏差?有的话偏差大吗?谢谢!
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 楼主| 发表于 2022-6-22 09:35:43 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-6-22 00:52
这句话分析:采2000点后补零。 100000/2000 = 50Hz,频域分辨率为50Hz  不对。

另外再请教个AD采样问题,我用AD7606芯片,采用HAL库10us周期读取一次8通道的采用数据,速率能达到吗?10us定时是采用TIM定时器方案还是设定AD7606为100kHz采样率后靠“Busy”引脚产生EXTI中断方案比较好?感谢。
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发表于 2022-6-22 10:53:53 | 显示全部楼层
lishang4650 发表于 2022-6-22 09:30
感谢汉子哥帮忙分析,这个错误追问下,频域分辨率还是48.8Hz的话,不是50Hz的整数倍,这种情况下,第2点 ...

补0的话,跟你前面的分析是一样的,计算还是按照2048点计算的。
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发表于 2022-6-22 10:57:55 | 显示全部楼层
lishang4650 发表于 2022-6-22 09:35
另外再请教个AD采样问题,我用AD7606芯片,采用HAL库10us周期读取一次8通道的采用数据,速率能达到吗?10 ...

以我们的程序为例:

10us定时是采用TIM定时器方案还是设定AD7606为100kHz采样率后靠“Busy”引脚产生EXTI中断方案


你这里描述的这句话,我们的程序是一体的,定时器PWM时钟输出配合busy引脚中断一起用的。
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 楼主| 发表于 2022-6-22 15:33:12 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-6-22 10:53
补0的话,跟你前面的分析是一样的,计算还是按照2048点计算的。

我的疑问主要是频域分辨率为48.8Hz,那第3个点的频率为97.6Hz,还计算出的数值能作为2次谐波的幅值吗?这种方式与50Hz整数倍的分辨率计算出值偏差大吗
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 楼主| 发表于 2022-6-22 15:35:15 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-6-22 10:57
以我们的程序为例:

谢谢大佬。另外关于10us周期采用HAL库读取8通道的方式,效率够用吗?是否需要改为寄存器或者DMA实现?
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发表于 2022-6-22 15:44:47 | 显示全部楼层
lishang4650 发表于 2022-6-22 15:33
我的疑问主要是频域分辨率为48.8Hz,那第3个点的频率为97.6Hz,还计算出的数值能作为2次谐波的幅值吗?这 ...

能,只是有较大的频谱泄露。频域分辨率没有踩到基波频率上,会有泄露。
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发表于 2022-6-22 15:46:31 | 显示全部楼层
lishang4650 发表于 2022-6-22 15:35
谢谢大佬。另外关于10us周期采用HAL库读取8通道的方式,效率够用吗?是否需要改为寄存器或者DMA实现?

H7处理这个很轻松。
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 楼主| 发表于 2022-6-22 15:48:02 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-6-22 15:44
能,只是有较大的频谱泄露。频域分辨率没有踩到基波频率上,会有泄露。

有什么好的优化方案推荐下吗
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 楼主| 发表于 2022-6-22 15:49:11 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-6-22 15:46
H7处理这个很轻松。

F407 168M能处理的过来吗?
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发表于 2022-6-23 10:05:14 | 显示全部楼层
lishang4650 发表于 2022-6-22 15:48
有什么好的优化方案推荐下吗

这个要对FFT做加窗处理。或者你直接做个20480Hz,采样2048点,分辨率做到1Hz也不错。
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发表于 2022-6-23 10:05:26 | 显示全部楼层
lishang4650 发表于 2022-6-22 15:49
F407 168M能处理的过来吗?

也没问题,
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 楼主| 发表于 2022-6-23 15:07:46 | 显示全部楼层
eric2013 发表于 2022-6-23 10:05
这个要对FFT做加窗处理。或者你直接做个20480Hz,采样2048点,分辨率做到1Hz也不错。

多谢大佬解答!
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 楼主| 发表于 2022-6-23 16:51:22 | 显示全部楼层

硬汉,请教下AD7606B与AD7606软件上区别大吗,我用407的四线SPI读数据,但是看7606B的手册默认两条SDO,需要修改寄存器配置吗?谢谢
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发表于 2022-6-30 18:05:04 | 显示全部楼层
电能质量检测?
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