Аннотация
В статье рассматривается процесс исследования влияния спектра широтно-импульсного сигнала (ШИС) на погрешность измерения амплитуды гармоник в методе определения гармонических составляющих сигнала, основанном на широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
В первую очередь в работе рассматривается влияние старших гармоник сигнала на погрешность измерения амплитуды младших гармоник. Для этих целей осуществляется моделирование анализатора гармоник. После чего выводится аналитическое выражение для спектра ШИС и исследуется его спектр. Сравнение результатов моделирования и спектра ШИС позволяет понять причину влияния старших гармоник сигнала на погрешность измерения амплитуды младших, которая объясняется наличием в спектре ШИС старших гармоник. Кроме того, становится ясно, что можно избавиться от данного влияния ограничением входного диапазона частот. В статье изучается зависимость первой гармоники в спектре ШИС от количества импульсов ШИС за период исследуемой гармоники и количества точек в одном импульсе ШИС. Это позволяет понять природу возникновения погрешности определения амплитуды гармоники в зависимости от числа импульсов ШИС за период исследуемой гармоники и конечного числа отсчетов на периоде ШИС, которые объясняются соответствующими изменениями в спектре ШИС.
Ключевые слова: гармоника, дискретное преобразование Фурье, анализ спектра, анализатор гармоник, широтно-импульсная модуляция, погрешность, анализ погрешностей, встраиваемая система, качество электрической энергии
Список литературы
1. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. – СПб.: Питер, 2002. – 608 с.
2. Аравенков А.А., Пасынков Ю.А. Анализатор гармоник на основе широтно-импульсной модуляции // Ползуновский вестник. – 2015. – № 3. – С. 120–125.
3. Патент 2564831 Российская Федерация, МПК7 G 01 R 23/16. Анализатор гармоник / А.А. Аравенков, Ю.А. Пасынков; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет». – № 2014117408/28; заявл. 29.04.2014; опубл. 10.10.2015, Бюл. № 28. – 6 с.
4. Патент 131496 Российская Федерация, МПК7 G 01 R 23/16. Анализатор гармоник / А.А. Аравенков, Ю.А. Пасынков; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет». – № 2012118134/28; заявл. 03.05.2012; опубл. 20.08.2013, Бюл. № 23. – 7 с.
5. Aravenkov A.A. Harmonic analyzer based on PWM method // International Summerschool Computer Science 2014 : Proceedings of Summerschool 7.7. – 13.7.2014. – Chemnitz: Technische Universitat, Fak. für Informatik, 2014. – P. 6–11. – (Chemnitzer Informatik-Berichte; CSR-14-01).
6. Аравенков А.А., Пасынков Ю.А. Анализатор гармоник на основе широтно-импульсной модуляции // Наука. Технологии. Инновации: материалы всероссийской научной конференции молодых ученых: в 7 ч. – Новосибирск, 2012. – Ч. 2. – С. 10–11.
7. Христофоров А.В. Методы анализа спектра сигнала: учебно-методическое пособие к специальному лабораторному практикуму для студентов старших курсов и магистрантов кафедр радиофизического направления / Казанский государственный университет. – Казань, 2004. – 21 с.
8. Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов: пер. с англ. / под ред. С.Я. Шаца. – М.: Связь, 1979. – 416 с.
9. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1990. – 256 с.
10. Айфичер Э.С., Джервис Б.У. Цифровая обработка сигналов: практический подход: пер. с англ. – 2-е изд. – М.: Вильямс, 2008. – 992 с. – ISBN 978-5-8459-0710-3.
11. Аппаратные и программные средства встраиваемых систем: учебное пособие / А.О. Ключев, Д.Р. Ковязина, П.В. Кустарев, А.Е. Платунов. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. – 290 с.
12. Wolf W.H. Computers as components: principles of embedded computing systems design. – San Francisco: Morgan Kaufmann, 2005. – 656 p. – ISBN 978-0-12-369459-1.
13. Минин Г.П. Измерение электроэнергии. – М.: Энергия, 1974. – 104 с. – (Библиотека электромонтера; вып. 394).
14. Ананичева С.С., Алекссев А.А., Мызин А.Л. Качество электроэнергии: регулирование напряжения и частоты в энергосистемах: учебное пособие. – 3-е изд., испр. – Екатеринбург: УрФУ, 2012. – 93 с.
15. ГОСТ 32144–2013. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – Введ. 01.06.2013. – М.: Изд-во стандартов, 2013. – 18 с.
