什么是频谱泄漏 频谱泄漏的原因及解决办法
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所谓频谱泄漏就是信号频谱中各谱线之间的相互影响,使测量结果偏离实际值,同时在真实谱线两侧其它基波整数倍频率点上出现一些较小的假谱。利用FFT来分析电力系统中的谐波,就无法避免频谱泄漏这个问题,这主要是由于电力谐波具有固有的非线性、随机性、分布性、非平稳性和影响因素的复杂性等特征,其频率并不是时刻都为额定工频这一个恒定值,它会在额定工频左右的一个范围内发生变化,这样就无法保证这个实时的频率是基频的整数倍,也就无法达到同步采样。下面小编给大家介绍一下“频谱泄露是什么 频谱泄露产生的原因和解决办法”
所谓频谱泄漏,就是信号频谱中各谱线之间相互影响,使测量结果偏离实际值,同时在谱线两侧其他频率点上出现一些幅值较小的假谱。
频谱泄漏最直接的影响是造成谐波分析不准确,进而造成以谐波分析为基础的电参量测量不准确。增加数据采样点数,可减少泄漏,其实质是减小矩形窗主瓣的宽度。提高信号的采样频率也可减少泄漏。上述两种方法,与增加的数据处理量相比,对泄漏的改善是极其有限的。文献提出了窗函数和内插技术。选择窗函数的基本原则是要求其主瓣窄,边瓣小,尽可能使这两个要求得到兼顾,通常选择汉宁窗。从时域看,加汉宁窗实际上就是使周期采样信号的起始点和终止点的相位为0,克服由于频率波动造成的采样信号相位在始端和终端不连续的现象,但任何窗函数都不能解决主瓣处偏离零值点而导致的误差,所以其对泄漏的减小也是有限的。内插技术几乎可以完全消除泄漏的影响,但该算法的数据处理量过大,实时性难以保证。文献提出了一种减少频谱泄漏的算法,其核心是当采样周期与采样点数的乘积等于信号周期整数倍时,运用该算法得出的离散序列就是信号的采样序列,否则,算法将自动调整采样序列。仿真证明,该算法在信号频率波动不大时,对频谱泄漏的改进较明显,信号频率波动较大时,算法的精度较低。上述算法总的特点是对采样序列或频谱进行校正,没有从造成频谱泄漏的根本原因上去解决。这就决定了上述算法或效果不显著,或实时性差。造成频谱泄漏的根本原因是fs≠Nf0,只有实时调整fs,使fs=Nf0,才能有效解决频谱泄漏。基于上述目的,提出了一种自适应调整采样率的算法,仿真证明了该算法的有效性。