延时信号消除法误差分析
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延时电路实验报告延时电路实验报告引言在现代科技的发展中,电路是无处不在的,它们被广泛应用于各个领域。
而延时电路作为一种重要的电子元件,具有延迟信号的功能,被广泛应用于计时、测量和控制等方面。
本实验旨在通过搭建和测试延时电路,深入了解其工作原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是掌握延时电路的基本原理和搭建方法,了解其在实际应用中的作用和效果。
通过实验,我们将学习如何使用电子元件搭建一个简单的延时电路,并测试其延时时间和精度。
二、实验器材和材料1. 电源2. 电阻、电容等基本电子元件3. 示波器4. 万用表5. 连接线等实验器材三、实验原理1. 延时电路的工作原理延时电路是通过改变电容充放电的时间来实现延时效果的。
当电容放电完毕后,电路中的电压才能达到稳定状态,从而实现延时的效果。
2. RC延时电路的原理RC延时电路是一种常见的延时电路,由电阻和电容组成。
当电路通电时,电容开始充电,当电容电压达到一定阈值时,电路开始工作,从而实现延时效果。
四、实验步骤1. 搭建RC延时电路根据实验要求,选择合适的电阻和电容,按照电路图搭建RC延时电路。
2. 连接示波器和电源将示波器和电源连接到电路中,以便观察和测量电路的工作状态和延时时间。
3. 调节电源电压根据实验要求,调节电源的电压,使其适合电路的工作。
4. 测试延时时间通过示波器观察电路的工作状态,记录电容充电和放电的时间,计算出延时时间。
五、实验结果和数据分析根据实验数据和观察结果,我们可以得出以下结论:1. 延时时间与电容的大小有关,电容越大,延时时间越长。
2. 延时时间与电阻的大小有关,电阻越大,延时时间越长。
3. 实际测量的延时时间与理论计算值有一定的误差,这是由于电子元件的参数和实际环境的影响所导致的。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了延时电路的工作原理和应用。
通过搭建和测试延时电路,我们掌握了其基本搭建方法和调节技巧。
同时,我们也了解到了延时电路在实际应用中的局限性和误差来源。
浅析GPS的特点及误差消除方法摘要:本论文简要介绍了GPS(Global Positioning System简称GPS)技术的基本理论,发展概况、特点及误差产生的原因,简要分析了GPS技术的测量精度和优缺点,并讨论了对缺点改进的可行性。
关键词:GPS,测量误差,GPS用户设备Abstract: this paper briefly introduces the GPS (Global Positioning System referred to GPS) the basic theory of technology, development situation, features, and the causes of error, this article briefly analyzes the measuring accuracy of GPS technology and the advantages and disadvantages, and discuss the feasibility of improvement for the defects.Keywords: GPS, and the measurement error, GPS users equipment随着国民经济的快速增长,社会需求的不断加大,我国不断加大对基础设施建设的投入,公路、铁路等线路建设得到突飞猛进的发展。
GPS技术在测量中的应用越来越广泛,如何提高测量精度,减少测量中的误差显得尤为重要。
1. GPS的组成全球定位系统(Global Positioning System简称GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成。
该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统,具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航定位和定时的功能。
电视信号传输和处理延时的测量方法一、引言电视信号传输和处理延时是电视技术中的一个重要问题。
在电视直播、电视剧制作、电影制作等领域中,延时问题会直接影响到观众的观感和体验。
因此,如何准确地测量电视信号传输和处理延时,成为了电视技术研究的一个重要方向。
二、传输延时的测量方法1. 时域法时域法是一种常用的传输延时测量方法。
该方法通过测量信号在传输过程中的时间差,来计算传输延时。
具体操作步骤如下:(1)在信号源端和接收端分别设置一个时钟,用于记录信号的发送和接收时间。
(2)在信号源端发送一个特定的信号,如一个脉冲信号。
(3)在接收端接收到信号后,记录下接收时间。
(4)计算信号的传输延时,即接收时间减去发送时间。
2. 频域法频域法是另一种常用的传输延时测量方法。
该方法通过测量信号在传输过程中的相位差,来计算传输延时。
具体操作步骤如下:(1)在信号源端和接收端分别设置一个正弦波发生器。
(2)在信号源端发送一个正弦波信号。
(3)在接收端接收到信号后,记录下信号的相位差。
(4)计算信号的传输延时,即相位差除以正弦波频率。
三、处理延时的测量方法1. 时域法时域法是一种常用的处理延时测量方法。
该方法通过测量信号在处理过程中的时间差,来计算处理延时。
具体操作步骤如下:(1)在信号源端和处理器端分别设置一个时钟,用于记录信号的发送和接收时间。
(2)在信号源端发送一个特定的信号,如一个脉冲信号。
(3)在处理器端接收到信号后,记录下接收时间。
(4)计算信号的处理延时,即接收时间减去发送时间。
2. 频域法频域法是另一种常用的处理延时测量方法。
该方法通过测量信号在处理过程中的相位差,来计算处理延时。
具体操作步骤如下:(1)在信号源端和处理器端分别设置一个正弦波发生器。
(2)在信号源端发送一个正弦波信号。
(3)在处理器端接收到信号后,记录下信号的相位差。
(4)计算信号的处理延时,即相位差除以正弦波频率。
四、总结电视信号传输和处理延时的测量方法有时域法和频域法两种。
GPS测量中的多路径效应及其消除方法引言:全球定位系统(GPS)一直是现代测量技术中不可或缺的工具,它在导航、测量和定位等领域具有广泛的应用。
然而,GPS测量中常常会出现多路径效应,这是一种误差现象,会导致测量结果的不准确。
本文将探讨多路径效应的原因,以及当前常用的消除方法。
一、多路径效应的原因多路径效应是指GPS接收器在接收到来自卫星的信号之外,还同时接收到经过建筑物或地面反射而来的信号。
这些额外的信号经过反射后会导致信号的延时和失真,从而引起测量误差。
多路径效应主要有以下几个原因:1. 建筑物和地形的遮挡:高楼、山地或森林等地形会导致信号的反射和散射,使得信号路径变得复杂。
2. 天线高度:天线距离地面越近,接收到的反射信号的强度越高,从而导致多路径效应的增加。
3. 信号衰减:信号在传播过程中可能会受到大气层、云层等的干扰和吸收,导致信号强度的减弱和变化。
4. 接收器误差:GPS接收器本身的设计和性能也会对多路径效应产生影响。
二、多路径效应的影响多路径效应会对GPS测量的准确性和可靠性产生负面影响。
具体来说,它会导致以下几个方面的问题:1. 测量误差的增加:多路径效应会引起信号的延时和失真,进而导致测量结果的误差增加。
2. 定位精度的降低:多路径效应使得接收到的信号变得复杂和不可靠,从而影响卫星定位的精度。
3. 数据质量的下降:多路径效应会导致信号的干扰和扰动,使得测量数据的质量下降,不利于后续的分析和处理。
三、多路径效应的消除方法为了消除多路径效应带来的测量误差,目前有多种方法和技术可供选择。
1. 天线设置和环境优化:合理设置GPS接收器的天线位置和高度,避免建筑物和地形的遮挡,以减少多路径效应的产生。
2. 选择合适的测量时刻:根据实际情况,在信号无遮挡且多路径效应较小的时间进行测量,以提高测量准确性。
3. 多路径效应建模:通过建立数学模型,对多路径效应进行建模和分析,从而估计和消除测量中的误差。
核电厂仪控系统响应时间偏差分析方法研究与应用发布时间:2022-05-07T06:42:28.222Z 来源:《当代电力文化》2022年2期作者:李艳阳许惠民[导读] 核电厂仪控系统的响应时间直接影响着核电厂仪控系统的运用效果,李艳阳许惠民海南核电有限公司海南省昌江县 572733摘要:核电厂仪控系统的响应时间直接影响着核电厂仪控系统的运用效果,一旦其出现了严重的响应时间偏差问题,将会严重影响到仪控系统对核电系统与设备的控制效果,也会严重影响到核电工作的安全开展。
基于此,相关的核电部门应深度分析核电厂仪控系统响应时间偏差问题,制定出科学合理的响应时间范围,以进行对仪控系统的有效运用,保障核电厂工作的安全和高效开展。
关键词:核电厂;仪控系统;响应时间;偏差分析方法前言:核电仪控系统中的系统响应时间,所指的是系统接受到信号进行逻辑处理的响应时间,而当响应时间出现问题的时候,就会使得这些信息无法及时地逻辑处理,自然就会影响到仪控系统对于核电厂设备的控制效果,也会使得核电厂的工作无法安全开展,会使得核电厂的经济效益受到严重的损失。
因此,相关的核电厂应积极地研究核电仪控系统响应时间偏差,结合仪控系统在核电厂中的应用情况,运用试验的方式检测信号在 DCS中处理过程的响应时间有严格要求,以进行对核电厂仪控系统响应时间偏差合理区间的合理设定,使得仪控系统的响应时间真正符合核电厂工作要求,促使核电厂工作效率和效果的不断提升。
一、整体方案为进行对核电仪控系统响应时间偏差的合理分析,相关的核电厂应制定出科学合理的核电仪控系统响应时间偏差方案,通过对DCS平台信号处理流程的分析,进行对处理时间的分析,进行对信号响应时间的合理判定。
而从实际的信号响应时间长短情况来说,当信号处理流程过长,就会使得信号响应时间变长,其相应的核电响应时间的实验就会受到不良影响。
所以,相关的核电厂应严格地规范试验人员,合理地开展DCS平台信号处理,从根源上避免流程过长产生的影响核电仪控系统响应时间偏差的问题,而是使得电源切换试验时间间隔的读取、反应堆保护系统响应时间的测量、阀门行程时间的读取都能十分精确,使得整个流程能得到高效地开展,以加强对核电厂仪控系统响应时间偏差和合理范围的有效判定。
信号传输延迟与时钟频率分析的方法与工具随着现代电子设备的发展和需求的不断增加,信号传输延迟和时钟频率成为了关键的技术指标。
在电子系统设计和调试过程中,正确分析和处理信号传输延迟与时钟频率是至关重要的。
本文将介绍一些常用的方法和工具,以帮助工程师更好地分析信号传输延迟与时钟频率。
1. 信号传输延迟分析方法信号传输延迟是指信号从发送端到达接收端所需的时间。
它受到许多因素的影响,如信号传播速度、电缆长度、驱动电流等。
下面是一些信号传输延迟分析常用的方法。
1.1 延迟时间测量法延迟时间测量法是基于测量信号从发送到接收所需的时间,利用计时器器件来实现。
可以通过将信号分为发送和接收两个部分,并用计时器测量两者之间的时间差来确定信号传输延迟。
1.2 时钟周期测量法时钟周期测量法是通过测量时钟的周期数来评估信号传输延迟。
通过在发送端和接收端分别引入时钟周期计数器,可以准确测量信号在传输过程中经历的时钟周期数,从而计算出传输延迟。
1.3 传输线建模法传输线建模法基于电磁理论和传输线特性,将传输线视为延迟元件,通过建模传输线的电气参数来评估信号传输延迟。
这种方法需要考虑电缆长度、阻抗匹配、传输介质等因素,能够更准确地评估信号传输延迟。
2. 时钟频率分析方法时钟频率是指时钟信号的频率,它直接影响电子系统的运行速度和性能。
在设计高速电子系统时,正确分析和处理时钟频率至关重要。
以下是一些常用的时钟频率分析方法。
2.1 模拟电路分析法模拟电路分析法利用模拟电路仿真工具对时钟信号进行分析。
通过建立电路模型,将时钟信号引入仿真环境中进行仿真,可以得到信号的频率响应和波形信息。
这种方法适用于分析和优化时钟信号的稳定性和噪声性能。
2.2 时钟周期分析法时钟周期分析法基于时钟周期的测量,用来评估时钟信号的频率。
通过在时钟源和目标器件之间引入时钟周期计数器,并测量两者之间的时间差,可以准确测量时钟信号的频率。
2.3 时序分析法时序分析法用于分析和验证电子系统的时序约束和时钟频率。
基于FPGA的信号微小延时方法马飞;刘琦;王鹏;郑先国【摘要】针对FPGA输入输出信号微小延时的需求,根据FPGA的I/O特性和I/O 逻辑资源,研究了一种基于FPGA的信号微小延时方法;采用FPGA的输入输出延时单元IODELAY,实现对输入输出信号的绝对延时,能够确保对FPGA的输入输出信号进行最小78ps的延时;根据实际需要可以通过参数选择实现对输入信号的固定延时和可变延时工作模式,以及对输出信号的固定延时工作模式;实际应用表明,文中实现的信号延时方法能够精确实现信号微小延时,延时效果稳定,受温度等外界环境变化影响较小,能够满足工程项目中对信号微小延时的实际需要.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2015(023)008【总页数】4页(P2868-2870,2874)【关键词】信号微小延时;IODELAY;FPGA【作者】马飞;刘琦;王鹏;郑先国【作者单位】北京空间机电研究所,北京100094;北京空间机电研究所,北京100094;北京空间机电研究所,北京100094;北京空间机电研究所,北京100094【正文语种】中文【中图分类】TN919在以FPGA作为核心处理器的电子系统中,经常需要对输入输出信号进行纳秒级甚至皮秒级的延时,以满足对更加精确时序关系的需要。
例如在遥感相机视频电子系统中生成CCD驱动时序时,通常要求对驱动信号进行小于主时钟周期的延时调整,而在FPGA的时序电路设计中,利用时钟进行调整的最小步进是一个主时钟周期,在主时钟频率不高的情况下,通常不能够满足时序信号微小延时调整的要求。
再如,在对频率较高的数据进行接收时,如果输入伴随时钟的采样沿不是正好对应被采样数据的中心,很有可能造成数据接收不稳定不准确的情况,这时需要对输入的时钟或数据进行微小的延时调整,使时钟的采样沿对应数据中心,确保数据的稳定准确接收。
为实现FPGA信号的微小延时,参考文献[1]提出一种利用FPGA内部逻辑门来实现FPGA信号微小延时调整的方案,能够实现调整精度达到纳秒级别的信号延时。
实验技术中的常见误差与消除方法在科学研究和实验领域中,准确度和精确度是关键因素。
然而,由于各种原因,实验中常会出现误差。
这些误差可以是系统性误差,也可以是随机误差。
本文将探讨实验技术中常见的误差类型,并提出一些常用的消除方法。
1. 系统性误差系统性误差是由于实验方法或仪器本身的缺陷导致的,这些缺陷可能会导致连续实验中的偏差。
其中一种常见的系统性误差是仪器校准不准确。
为了消除这种误差,我们可以定期对实验仪器进行校准,以确保它们始终保持精确度。
另一种常见的系统性误差是仪器的响应时间。
有些仪器可能会有一个延迟时间,导致实际测量结果比实际值略小或略大。
为了消除这种误差,我们可以在实验前进行一系列的预热和优化操作,使仪器处于最佳工作状态。
2. 随机误差随机误差是在实验中不可避免的,它由各种外部因素引起,如环境条件和操作者技术差异等。
随机误差是随机的,不会有方向性,但在多次测量中会有波动。
为了消除随机误差,我们可以采用以下方法:a) 增加实验重复次数:通过多次重复的测量,我们可以通过求平均值来减小随机误差的影响。
b) 规范操作程序:确保实验的操作者在每次实验中都遵循相同的操作步骤和时间,减少外界环境因素的干扰。
c) 改善测量器材:选择更先进的测量仪器,例如使用更敏感的传感器或更精确的仪器,可以减小随机误差。
除了系统性误差和随机误差外,还有一些其他常见的误差类型。
例如,报告误差是由实验结果的漏报或误报引起的。
为了避免这种误差,我们应该仔细检查实验结果,并在报告前经过仔细核对。
此外,还有观察误差,即由于人为主观因素的影响引起的误差。
为了减小观察误差,我们可以在实验中使用多个观察者独立地进行测量,并在最后将他们的结果进行平均。
在实验技术中遇到误差是常见的,但只要我们有正确的方法和技巧,就能够减小误差的影响。
通过校准仪器、规范操作程序、增加实验重复次数等方法,我们可以消除或减小误差对实验结果的干扰。
然而,我们也要意识到,完全消除误差是几乎不可能的,因为实验研究本身就有其固有的不确定性。
多信号延迟采样相位矫正好嘞,今天我们来聊聊“多信号延迟采样相位矫正”这个话题。
听起来是不是有点复杂,甚至有点让人头大?但别急,我保证讲得既轻松又有趣,大家听了也能明白个大概。
咱们说这东西,简而言之就是在信号处理中,有时候信号的“到达”时间不完全一样,这就像是大家在参加一个聚会,偏偏每个人都迟到了。
问题来了,怎么能让这些信号“到场”的时间都一致呢?这就是我们今天要解决的核心问题。
好比你和朋友约好一起看电影,结果大家都不是按时到,差点错过了开场。
这时候,如果大家能稍微调整一下时间,让每个人都在合适的时刻坐到位置上,那就完美了。
信号也是一样,大家的“到场时间”不一样,就得找个方法,把这些信号都对准一个标准的时间,这样分析才有意义。
你看,这不就是“多信号延迟采样相位矫正”的简单解释嘛。
这事儿要解决起来可不简单。
想象一下,有些信号来得晚了点,甚至晚得你都怀疑它是不是故意的。
每个信号都得经过“矫正”,才能确保它们都能齐头并进、同步到一个标准时间。
就像那些个忙碌的同事,明明约好了几点开会,结果一个接一个的迟到。
这时,你不能一个个等着,得做点调整,不然会议什么时候能开始?同样的,信号到达的时间如果不统一,采样的结果就不靠谱,分析出来的数据也会偏差。
于是,信号处理的大师们想到了相位矫正的方法。
相位矫正怎么做呢?简单说,就是通过计算每个信号的延迟量,然后补偿回去,让每个信号都“准时”到达。
说起来很简单,但操作起来却不容易。
信号之间的差距很大,像是有的信号就慢得跟乌龟一样,而有的信号快得就像是小兔子,根本追不上。
咱们得把这些信号都“调教”一番,让它们赶上“集体大合照”的时间点。
如果你还不明白,可以再想想那些比赛场景。
比如说,几个人跑步比赛,大家出发的时间不一样,有的先出发,有的后出发。
为了公平起见,裁判会调整每个人的起跑时间,让他们都能同时到达终点。
信号的矫正,其实也是这么个道理。
通过对信号的延迟做精确计算,确保它们都在一个统一的时刻“抵达”,然后咱们再开始分析数据。
电离层延迟误差处理方法
电离层延迟误差是GPS定位系统的一个困扰,本文将会介绍处理
该误差的方法。
电离层是地球高层大气的一部分,其中存在大量的离子和自由电子,这些离子和自由电子对GPS信号的传播会产生干扰,进而导致GPS 定位误差增加。
电离层延迟误差是造成GPS定位误差的主要因素之一。
针对电离层延迟误差的处理方法主要有以下两种:一是使用单频
码伪距观测量修正法,二是使用双频载波相位差分法。
单频码伪距观测量修正法要求在GPS定位系统中装备双频接收机,该方法需要通过精确的时钟和频率来测量电离层影响下的GPS信号延
迟误差,使得GPS接收机的精度得到提高。
同时,还需要利用GPS基
准站对测量进行数据处理,将电离层影响下的数据进行纠正,从而得
到更为精确的GPS定位结果。
双频载波相位差分法需要使用双频接收机,该方法相较于单频码
伪距观测量修正法,能够更为精确地测量电离层的影响。
该方法利用
了双频接收机能够接收L1和L2两个频段的GPS信号,在相位差分的
基础上计算出电离层误差值,并用于修正GPS定位系统。
综合来看,针对电离层延迟误差的处理方法需要考虑到GPS接收
机的类型和精度,同时还需要借助GPS基准站和更为精确的数据处理
方法来达到更高的定位精度。
在实际应用中,还可以通过设置电离层模型来降低电离层延迟误
差的影响,同时通过增加卫星数量以及改善卫星布局等手段也有助于
提高GPS定位精度。
激光回馈波片位相延迟测量的误差源及消除方法摘要:激光回馈是一种新型的波片位相延迟测量的方法。
将波片放置在激光器与回馈镜之间,可使激光回馈波形产生偏振90 度旋转(即跳变)现象,而两偏振态所占的周期比(占空比)与波片的位相延迟相关。
先测得占空比即可由计算机自动给出波片位相延迟。
采用正反向两次扫描回馈镜,两次获得并测出占空比,可以很好地消除由于两偏振态损耗的波动造成的测量误差,提高了该方法长期测量的稳定性。
测量的重复性达到0.5 度。
该方法结构简单,在线测量精度高,满足工业化生产的需要。
关键词:激光回馈;波片位相差;偏振跳变1. 引言波片作为位相延迟器,在与偏振光有关的光学系统中有着广泛的应用,如外差激光干涉仪,偏振光干涉系统,偏光显微镜、椭偏仪、光隔离器、窄带光滤波器、可调光衰减器、光盘驱动器光拾取头等等,其中波片的位相延迟误差会对系统产生影响[1]。
正是由于波片在实际光学系统中的广泛应用,波片的测量技术显得尤为重要。
传统的测量方法有旋转消光法、电光调制法、磁光调制法等,这些方法本质上都属于消光法,需要测角机构,使得整个系统结构庞大,并且测角的精度会对测量结果产生很大的影响[2-6]。
新型的测量方法包括激光频率分裂法、激光回馈法等,激光频率分裂法精度很高,结构也很简单,但是需要对波片镀增透膜,不适合实际生产的测量要求[7]。
而激光回馈法中,待测波片在激光腔外,不需要进行镀膜处理,而且整个系统中不需要测角机构以及高精度的检偏器,结构十分简单,因而大大简化了测量的过程,很适合在线测量的需要。
激光回馈法是利用激光回馈中的偏振跳变现象,通过测量一个扫描周期中两个偏振态的占空比来实现对波片的测量。
由于在长期的测量过程中,很难保证激光器对于两个偏振态的损耗完全相同,同时,波片的倾斜会造成两个偏振态的透过率不同,当两个偏振态的光强比值发生变化时,会造成上述占空比的变化,最终导致测量结果产生误差。
本文提出了一种双向扫描测量的方法,可以从理论上完全消除这种误差源,有效地提高了该方法长期测量的准确性。
三相电网正负序观测器技术李宗鉴;戴瑜兴;刘红;曾国强【摘要】快速准确地获取电网基波正、负序分量及各次谐波分量,对并网变流器在电网非理想工况下的控制具有重要意义.为此,提出一种能够快速精确的提取电网基波正序、负序及各次谐波分量的正负序观测器技术.采用现代控制理论的状态观测方法,观测器在两相静止坐标系下实现,包含基波和各次谐波子观测器,能区分正、负序信号,可直接提取,无需额外正负序分离,不需要进行实时三角函数运算,易于数字实现.仿真和实验结果表明,文中提出的方法能够在电网不对称与存在谐波干扰的情况下准确提取出基波及各次谐波正负序分量,并且具有良好的动态性能.【期刊名称】《电子学报》【年(卷),期】2016(044)001【总页数】6页(P216-221)【关键词】并网变流器;正负序观测器;谐波提取;两相静止坐标系【作者】李宗鉴;戴瑜兴;刘红;曾国强【作者单位】温州大学电气与电子工程系,浙江温州325035;温州大学电气与电子工程系,浙江温州325035;浙江埃菲生能源科技有限公司,浙江温州325011;温州大学电气与电子工程系,浙江温州325035【正文语种】中文【中图分类】TM71在电力系统电能质量检测、电机矢量控制以及新能源分布式并网发电等工程中,常需要提取三相交流电压或电流的基波及各次谐波正负序分量.特别是随着光伏与风能并网发电技术的快速发展,越来越多的分布式发电机组接入电网,新的并网接入规则要求大中型光伏或风能并网逆变器具备低压穿越能力[1],而电网正负序分量的快速分离提取为其首先要解决的问题.因此,快速而精确的正负序提取方法对解决以上工程问题具有重要意义.文献[2~9]采用锁相环方法来实现电网正、负序分离与谐波分量提取.同步坐标系锁相环[1~3](Synchronous Reference Frame Phase Locked Loop,SRF-PLL)在电网平衡理想的情况下具有良好的响应速度,能快速准确的检测出电网的正序分量,但当电网不平衡时,在同步坐标系下检测出的正序分量存在大量的二次谐波分量.基于双同步坐标系的解耦锁相环[5~7](Decoupled Double SRF-PLL,DDSRF-PLL)是对SRF-PLL的改进,其采用正、负序两个同步旋转坐标系和解耦网络实现正负序分离,但因其包含一阶低通滤波环节,降低了系统的动态响应.基于双二阶广义积分器的锁相环[7,8](Second-Order Gener-alized Integrator PLL,SOGI-PLL)技术,通过构造基于二阶广义积分器的自适应滤波器来实现电网电压正、负序分量的检测.文献[10]提出的降阶谐振调节器(Reduced Order Resonant,ROR)以及文献[11]提出的自适应陷波器(Adaptive Notch Filter,ANF)对SOGI进行了改进.上述三种方法都是在连续域设计、离散域实现,其离散化过程复杂,且最后的控制效果与其采用的离散化算法密切相关,容易出现离散化后零极点偏移问题[12~15],导致离散化后算法与在连续域设计的算法出现偏差,从而降低了正、负分量提取精度与响应速度.文献[16,17]为基于复最小二乘的电压正负序分量检测算法,该方法采用改进的复卡尔曼滤波与最小二乘相结合对电网电压正负序分量实现分离.该算法结构复杂,需要实时计算滤波参数,运算量大,并且由于采用了卡尔曼滤波器,当电网频率在稳态时产生突变,系统跟踪缓慢甚至失效,需采用协方差复位或其他修正方法,但容易使系统不稳定甚至振荡发散.文献[18,19]为基于延时信号消除(Delay Signal Cancellation,DSC)的正、负序提取方法,算法根据正弦量的半波对称性,将旋转坐标系下的正序和负序直流量进行实时提取,该方法由于算法具有延时环节,延时精度受系统时间精度影响,并且不能有效滤除非整数次谐波干扰.本文针对以上方法存在的缺陷与不足,提出一种静止坐标系下的正负序观测器技术,其在离散域设计,不存在因离散化时零极点偏移而导致频率偏移的问题,可对正、负序信号直接提取,提取精度高,抗干扰能力强,响应速度快,数字实现方便.能够快速准确的实现三相电网基波及各次谐波正负序分量提取.本文首先对正负序观测器的原理及结构进行分析;在此基础上讨论了观测器响应速度及提取精度与调节参数的关系;最后通过仿真与实验研究论证了所提出的正负序观测器的可行性及动态响应.2.1 三相电压描述在三相三线制系统中,用对称分量法与傅立叶分解,三相电压可分解为基波与各次谐波正负序分量之和:式中ω为基波角频率,N为最大谐波次数,k的取值代表谐波次数,k =0为直流分量,k =1,2,3,4,…,N为正序基波和正序各次谐波,k = -1,-2,-3,- 4,…,- N为负序基波和负序各次谐波,Hk为k次谐波分量幅值;φk为k次谐波分量相位.将三相电压变换到两相αβ坐标系,可得式中:2.2 正负序观测器设计以下设计一种正负序状态观测器,在αβ坐标系下对正序分量和负序分量以及谐波分量进行直接提取.其基本思想为先建立系统离散正负序状态空间模型,然后设计闭环观测器对正负序分量进行观测提取.由于在两相静止坐标系下三相正弦量等价为以角频率匀速旋转的旋转矢量,当采样周期固定时,两个相邻周期间矢量的旋转角度也固定,基于此建立两相静止坐标系下离散正负序状态空间模型如下:式(4)中:T为采样周期,矩阵Ak为逆时针旋转kωT角度的旋转矩阵,矩阵Ak的特征值及其模为:由式(6)可知式(4)中的每个子状态空间模型都为一等幅振荡模型,振荡角频率为kω,y(n)为模型采样输出.设计闭环正负序观测器来提取系统的基波及谐波的正、负序分量.构建如下正负序观测器:式中:式中m属于集合K = { - N,…,-1,0,1,…,N},集合K为需要提取的谐波次数,集合范围根据实际需要而定,例如只需提取正序基波和负序基波,则K = { - 1,1} ;为提取m次谐波子观测器当前时刻状态;为子观测器输出; e(n)为观测器预测误差,将e(n)乘以反馈系数(1 -λ)作为观测器的误差修正项,构成闭环正负序观测器,其结构如图1所示.下面分析观测器性能与参数λ之间的关系.因为所有子观测器具有相同结构特性,为简化分析,这里取K = { 1},即只含有正序基波子观测器,称基波角频率ω为观测器中心频率,将式(7)的状态方程展开得到如下非齐次差分方程:其中y(n)为观测器采样输入:式(9)的解由两部分组成,齐次方程通解和非齐次方程特解齐次解反应了观测器的收敛速度,非齐次特解体现了观测器对中心频率的无频偏性,以下逐一分析.3.1 收敛速度当输入量y(n)置为零时,得齐次方程组:式(12)的解为:式中为观测器初始状态,齐次解为初始状态造成的观测误差,0<λ<1时是稳定收敛的,且λ越接近0收敛越快,λ越接近1收敛越慢.当输入y(n)只含有正序基波分量,不存在其他谐波干扰时,将λ取不同值时,观测器误差矢量的模画如图2所示.从图2中可以看出,当λ越接近0误差减小越快,当λ越接近1误差减小越慢,并且误差最终都收敛于零,与上面分析相符.但λ不能无限趋向0以追求观测器快速响应,因为λ不仅影响观测器响应速度,还影响观测器的幅频特性、相频特性.3.2 无频偏性当输入y(n)不为零时,特解具有如下形式:Gk为k次谐波幅值增益,Δφk为k次谐波相位偏移.只考虑输入中的k次谐波时,式(9)将简化为下式:式(15)表明,观测器当前状态是观测器上一时刻状态乘以旋转矩阵A1并衰减λ倍后与当前时刻输入yk(n)衰减1 -λ倍后的矢量合成.为说明式(15)作图3所示矢量图,从而求解Gk和Δφk.如图3所示输入信号yk(n - 1)到yk(n)旋转的角度为ωkT = kωT,方向由k的正负决定乘以矩阵A1逆时针旋转了ωT角度.在稳态时,观测器输出幅值恒定,即与输入yk(n)的相位偏移Δφk恒定,即偏移yk(n - 1)的角度为Δφk,则偏移yk(n)的角度也为Δφk,由图3中△COB各边关系,结合余弦定理和正弦定理可解得:不同谐波次数的Gk与Δφk如图4所示.由式(16)及图4可知:当ωk=ω时,Gk= 0(dB),Δφk= 0°,观测器对输入信号中处于中心频率ω处的分量无幅值衰减和相位偏移,即对中心频率有无频偏特性.当ωk≠ω时,Gk<0(dB),Δφk≠0°,观测器对输入信号中不处于中心频率ω处的分量有幅值衰减和相位偏移,且偏移程度由参数λ决定,λ越接近1,幅值衰减和相位偏移越大,λ越接近0,幅值衰减和相位偏移越小.并且观测器对角频率处于ωk= -ω处的负序基波同样具有幅值衰减与相位偏移,说明观测器能够区分同处于同一角频率的正、负序信号.综合以上分析,在选取λ参数时,要综合考虑观测器的期望响应速度与观测精度来设计最佳λ参数.3.3 正负序提取观测器可直接对同一角频率的正负序信号直接提取.当K = { -1,1},即提取正序基波和负序基波,其结构实现如图5所示.假定输入y(n)中只包含正、负序基波,由于各子观测器对自身提取次数的谐波是没有幅值衰减和相位偏移的,当观测器输出完全等于输入y(n)中正序与负序基波信号时,则观测器误差修正项(1 -λ)e(n)等于零,说明此时观测器没有观测误差,观测器处于等幅振荡状态,振荡输出完全等于输入中的正、负序信号;当观测器输出提取存在误差时,观测器误差修正项(1 -λ)e(n)不等于零,从而对观测器的输出进行修正,通过反馈修正,最终使观测器输出等于期望输出.同理当输入y(n)中不只含有正、负序基波,还有其他次数的谐波时,只需增加对应的子观测器就能实现精确的谐波提取.为了验证以上所提出的正负序状态观测器的有效性,分别对电网电压不对称跌落时正负序信号观测性能,电网电压含有谐波时观测器的抗干扰能力及观测器动态响应进行了研究,算法采用TMS320F2812实现,采样周期100μs,以下分别详细分析.4.1 电网电压不平衡为了评估正负序状态观测器对不平衡电网电压的正、负序分离性能,采用电网模拟装置进行电网电压单相跌落仿真和实验.仿真和实验条件相同,平衡时电压幅值为310V,频率为50Hz,某一时刻电网A相电压跌落至50%,B、C相电压保持不变.由图6可知,采用本文提出的正负序观测器可以精确地实现正、负序提取,正负序电压的正弦度良好,相位准确,动态响应较快.4.2 谐波注入为了验证正负序状态观测器抗谐波干扰能力,采用电网模拟装置输出带有15%负序5次谐波的电压,采用此方法对电压中的基波正序分量与谐波负序分量进行提取.由图7可知,采用观测器提取得到的谐波电压正弦度好,5次谐波约为46V,与理论计算相符,说明其可精确实现负序5次谐波的提取.其动态响应较快,提取得到的谐波分量可用于并网逆变器的谐波抑制.4.3 响应速度为了验证观测器参数λ对观测器响应速度的影响,采用电网模拟装置进行电网电压单相跌落负序分量提取实验,实验条件为平衡时电压幅值为310V,频率为50Hz,某一时刻电网A相电压跌落至50%,B、C相电压保持不变.图8中ΔT为达到稳态时的响应时间,从图中可以很直观的看出,选取不同的λ值,观测器响应速度也不同,λ越接近1响应速度越慢,ΔT时间越长;λ越接近0响应速度越快,ΔT时间越短,与前面观测器响应速度的分析相符.本文提出的三相电网正负序观测技术,是一种能对不平衡电网基波以及各次谐波的正负序信号实现精确提取的方案.通过仿真与实验验证,可以得出以下结论:(1)观测器对中心频率处的信号无频偏性,而对不处中心频率处的信号具有幅值衰减和相位偏移,可以直接对不同频率的正负序信号准确分离提取,且动态响应较快.(2)观测器在离散域设计,可直接用于数字实现,只有一个调节参数,设计简单,旋转矩阵为常数矩阵,不需要进行实时三角函数运算,减小了数字实现时处理器负担.(3)由观测器分离提取得到的电压基波及谐波正、负序分量,可以用于并网变流器的不平衡控制和谐波抑制.李宗鉴男,1990年生,硕士研究生,研究方向为功率变流器的运行与控制.E-mail: LZJQ1@163com戴瑜兴男,1956年生,教授、博士生导师,主要研究方向为电力电子、大功率变流等.【相关文献】[1]周京华,刘劲东,等.大功率光伏逆变器的低电压穿越控制[J].电网技术,2013,(7): 1799 -1807.Zhou Jinghua,Liu Jindong,et al.Low voltage ride-through control of high power inverter for gird-connection of photovoltaic generation[J].Power System Technology,2013,(7): 1799 -1807.(in Chinese)[2]Kaura V,Blasco V.Operation of a phase locked loop system under distorted utility conditions[J].IEEE Transactions on Industry Applications,1997,33(1): 58 -63.[3]Awad H,Svensson J,Bollen M J.Tuning software phaselocked loop for series-connected converters[J].IEEE Transactions on Power Delivery,2005,20(1): 300 -308. 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“延时技术在播出中的实用方案及设备功能解析工学类”一、延时技术概述我们先来聊聊什么是延时技术。
简单来说,延时技术就是在信号传播过程中,人为地增加一段时间的延迟,从而达到某种特定的目的。
在播出领域,延时技术主要是为了解决信号传输中的时延问题,保证信号的同步性和稳定性。
二、延时技术在播出中的应用1.实现多路信号同步在大型活动现场,往往需要将多个信号源同步播出,这就需要用到延时技术。
通过调整各个信号的延时时间,使得它们在播出时达到同步,呈现出完美的效果。
2.减少信号传输损耗在长距离信号传输过程中,信号会逐渐衰减,导致播出效果不佳。
通过增加延时环节,可以使得信号在传输过程中得到一定的恢复,从而减少传输损耗。
3.提高信号抗干扰能力在信号传输过程中,可能会受到各种干扰,如电磁干扰、信号反射等。
通过增加延时环节,可以使得信号在传输过程中有更多的时间进行抗干扰处理,提高信号的稳定性。
三、实用方案设计1.延时设备选型(1)数字延时器:采用数字信号处理技术,具有延时精度高、稳定性好等特点。
(2)模拟延时器:采用模拟信号处理技术,成本较低,但延时精度和稳定性相对较差。
(3)光纤延时器:利用光纤传输特性,实现长距离信号传输,具有抗干扰能力强、传输损耗小等特点。
2.延时环节设计(1)在信号源附近设置延时器,减少信号传输损耗。
(2)在信号传输过程中,根据实际情况增加延时环节,提高信号稳定性。
(3)在播出端,设置延时器,实现多路信号同步。
3.系统集成与调试(1)确保延时设备与播出系统的兼容性。
(2)调整延时参数,实现信号同步。
(3)进行长时间运行测试,确保系统稳定性。
四、设备功能解析1.数字延时器(1)延时时间可调:根据实际需求,调整延时时间。
(2)延时精度高:误差小于1ms。
(3)抗干扰能力强:采用数字信号处理技术,具有较强的抗干扰能力。
2.模拟延时器(1)延时时间可调:根据实际需求,调整延时时间。
(2)成本较低:相较于数字延时器,模拟延时器成本较低。
GPS测量的误差来源及其消除方法GPS(Global Positioning System)是一种全球定位技术,通过接收卫星信号来确定地理位置的方法。
然而,在实际应用中,我们经常会遇到GPS测量的误差。
这些误差来自于不同的因素,包括大气层延迟、多径效应、钟差等。
为了提高GPS测量的准确性,我们可以采取一些方法来消除这些误差。
首先,我们来看看大气层延迟。
大气层延迟是由于GPS信号在穿越大气层时,受到大气分子的散射和折射影响而产生的延迟。
这种延迟会导致测量结果有一定误差。
为了消除大气层延迟的影响,科学家们发展出了一种称为差分GPS的方法。
差分GPS通过同时观测一个已知位置的基准站和待测站点的GPS信号,利用两者之间的差异来消除大气层延迟的影响。
这种方法可以有效提高GPS测量的准确性。
除了大气层延迟,多径效应也是导致GPS测量误差的重要因素之一。
多径效应是指GPS信号在传播过程中,经过物体的反射导致多个信号到达接收器,使接收器无法准确确定信号的传播路径。
为了克服多径效应,信号处理技术被广泛应用于GPS测量中。
这些技术包括滤波算法、波束形成和合成孔径雷达等。
通过这些技术的应用,可以有效地减小多径效应对GPS测量的影响,提高定位的准确性。
此外,钟差也是导致GPS测量误差的一个重要因素。
GPS系统中的卫星钟的时间并非完全精确,存在着一定的误差。
这种误差会导致卫星信号的传播时间不准确,进而影响到GPS测量的准确性。
为了消除钟差的影响,常用的方法是使用差分测量技术。
差分测量技术通过同时测量一个已知位置的基准站和待测站点的GPS信号,并对两者的测量结果进行差分处理,从而消除钟差的影响。
除了上述方法,还有其他一些方法可以用来消除GPS测量的误差。
例如,通过增加观测站点的数量来提高测量的准确性。
多个观测站点可以提供更多的测量数据,从而减小误差的影响。
此外,改进GPS接收器的硬件和软件也可以有效提高测量的准确性。
改进后的接收器可以提供更准确的测量结果,并且具有更强的抗干扰能力。
延时计算方法及计算值与测量值之误差原因分析一般有随机误差和系统误差以及粗大误差。
粗大误差是由于操作不当造成的误差;系统误差是根据各个参数测量方法误差的合成,提高参数的测量精准度,可以减小系统误差;随机误差是随机产生的,不可避免的,可以通过统计方法减小误差。
但不管怎样的误差都离不开以下几种:(一)模型误差在将实际问题转化为数学模型的过程中,为了使数学模型尽量简单,以便于分析或计算,往往要忽略一些次要的因素,进给理的简化。
这样,实际问题与数学棹型之间就产生了误差,这种误差称为樸型误差。
出子类误差难于作定量分析,所以在计算方法中,总是假定所研究的数学模型是合理的,对模型误差不作深入的讨论。
(二)观测误差在数学模型中,一般都含有从观测(或实验)得到的数据,如温度、时间、速度、距离、电流、电压等等。
但由于仪器本身的精度有限或某些偶然的客观因素,会引入一定的误差,这类误差叫做观测误差。
通常根据测量工具或仪器本身的精度,可以知道这类误差的上限值,所以无需在数值分析中作过多的研究。
(三)截断误差(方法误差)当数学模型得不到精确解时,要用数值计算方港心的近似的由此产生的误差称为截断误差或方法误差。
譬如在数值计算中,常鼎收光宪教数的前几项来代替无穷级数进行计算,即抛弃了无穷级数的后段,这样就产生了截断误差。
(四)舍入误差由于计算机字长有限,原始数据的输入及浮点运算过程中都可能产生误差。
而事实上,无论用电了计算器计算还是笔算人能用有限小数来代替无穷小数或用位数较少的小数来代替位数较多的有限小数,这样产生的养做着有数值计算中,往往要进行成千上方次四则运算,因而就会有成千上万个舍入误差产生,这些误差一经叠加或传递,对精度可能有较大的影响。
所以,作数值计算时,对舍入误差应予以足够的重视。
小结上述四类误差都会影响计算结果的准确性,但模型误差和观测误差往往需要会同各有关学科的科学工作者共同研究,因此在计算方法课程中,主要研究截断误差和舍入误差(包括初始数据的误差)对计算结果的影响。
本技术公开了一种消除信号收发延时的装置及方法,其装置包括计算机、分离线、信号处理单元、音频信号分压器以及耳机,计算机通过分离线分别与耳机、音频信号分压器连接,信号处理单元分别与耳机、音频信号分压器、计算机连接;音频信号分压器通过音频信号传输导线与信号处理单元连接,脑电信号经过脑电信号传输导线输入信号处理单元;在计算机的音频接口采集的音频信号经分离线分成两路,一路音频信号通过耳机输入人脑后产生脑电信号,另一路音频信号经音频信号分压器后与脑电信号在同一时间进入信号处理单元。
本技术不使用电脑记录的刺激发生时间为标记,而使用声音实际产生的时间作为标记,消除了信号收发的延时。
技术要求1.一种消除信号收发延时的装置,其特征在于,包括计算机、分离线、信号处理单元、音频信号分压器以及耳机,计算机通过分离线分别与耳机、音频信号分压器连接,信号处理单元分别与耳机、音频信号分压器、计算机连接;音频信号分压器通过音频信号传输导线与信号处理单元连接,脑电信号经过脑电信号传输导线输入信号处理单元;在计算机的音频接口采集的音频信号经分离线分成两路,一路音频信号通过耳机输入人脑后产生脑电信号,另一路音频信号经音频信号分压器后与脑电信号在同一时间进入信号处理单元;所述消除信号收发延时的装置采用如下判断逻辑寻找出每一个声音信号发出的时间在脑电信号时间轴上的具体位置,并在相应位置的脑电信号图上打上标记点,并从标记点开始进行叠加:假设采集的信号中,采集音频的导联,信号在波幅上存在明显差异,那么起始点就标记为1,其他点标记为0;对信号进行标记识别的过程如下:首先将所有数据点转换成正数,再计算平均值,超过平均值两倍的数取1,小于平均值两倍的数取为0;当一个取值为1的数据的前500ms没有0且后面100ms有超过10个取值为1的数据时,认为这个点为刺激发生的时间,用记录点的数据作为脑电信号数据叠加平均的起始位置。
2.根据权利要求1所述的消除信号收发延时的装置,其特征在于,所述信号处理单元包括控制器、USB接口、两路运算放大器、两路模数转换器,运算放大器、模数转换器、控制器依次连接,控制器通过USB接口与计算机连接,一路运算放大器接收脑电信号,另一路运算放大器接收信号。