專利名稱：用于寬范圍電能表中的小信號濾波算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電能計量領(lǐng)域，具體涉及用于寬范圍電能表中的小信號濾波算法。
背景技術(shù)：
隨著國家智能電網(wǎng)建設(shè)的全面展開，越來越多的家庭用戶都換裝了全電子式智能電表，目前電子式智能電表大都采用計量芯片+計量管理MCU的工作模式，由計量芯片采集電參量信號，經(jīng)內(nèi)部處理和計算后將結(jié)果輸出給計量管理MCU。為了保證采集信號的穩(wěn)定性和有效性，傳統(tǒng)的消除干擾信號的辦法往往是在計量芯片的前級硬件電路加濾波網(wǎng)路， 在計量芯片內(nèi)部通過數(shù)字濾波算法對采樣信號進行濾波，但是在輸入信號非常微弱的情況下，計量芯片內(nèi)部A/D失調(diào)，電壓信號與電流信號通道間的竄擾過大以及計量芯片本身參考的不穩(wěn)定等因素都將使傳統(tǒng)的消除干擾的濾波方法失效，導(dǎo)致輸出給計量管理MCU的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，計量精度低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于計量管理MCU的小信號濾波算法，在輸入信號很微弱的情況下，用以彌補計量芯片對采集信號濾波處理的失效，從而保證寬范圍智能電表的基本電參數(shù)的穩(wěn)定有效，滿足市場需求。本發(fā)明目的的實現(xiàn)方案是一種用于寬范圍電能表中的小信號濾波算法，針對計量芯片加計量管理MCU的工作模式；其特征在于，包括(1)計量管理MCU在固定時間間隔從計量芯片讀取各個電參量數(shù)據(jù)；( 判斷電參量輸入信號是否小于小信號判斷閥值，是則采用如下算法對電參量數(shù)據(jù)進行濾波
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固定時間間隔內(nèi)計量芯片對于每個電參量采樣的數(shù)據(jù)點個數(shù)。本發(fā)明算法占用極少的計量管理MCU資源，實時動態(tài)地對從計量芯片輸入到計量管理MCU的所有基本電參量信號(包括電壓、電流、功率信號)實施濾波處理。該算法能夠根據(jù)小信號變化特性趨勢，動態(tài)實施濾波，還可以包括濾波系數(shù)自動調(diào)整步驟，在信號快速變化時，濾波結(jié)果快速跟進，以保證靈敏度優(yōu)先；在信號趨于穩(wěn)定，在某一固定數(shù)值附近上下震蕩時，以保證平穩(wěn)度優(yōu)先。


圖1為實施例提供的算法主程序流程圖。圖2為實施例提供的濾波系數(shù)自動調(diào)整子程序流程圖。圖3為實施例提供的濾波系數(shù)加速提高子程序流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，計量管理MCU在固定的時間間隔從計量芯片讀取各個電參量數(shù)據(jù)，當(dāng)電參量輸入信號幅值小于某個閥值時，計量管理MCU對電參量信號進行動態(tài)濾波處理。本實施例濾波算法通過對當(dāng)前電參量數(shù)據(jù)值與上次濾波輸出值進行加權(quán)，得到有效濾波值，使得輸出對輸入有反饋作用。具體公式為
權(quán)利要求
1.一種寬范圍電能表中的小信號濾波算法，針對計量芯片加計量管理MCU的工作模式；其特征在于，包括(1)計量管理MCU在固定時間間隔從計量芯片讀取各個電參量數(shù)據(jù)； (2)判斷電參量輸入信號是否小于小信號判斷閥值，是則采用如下算法對電參量數(shù)據(jù)進行濾波
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬范圍電能表中的小信號濾波算法，其特征在于，為了提高計量管理MCU運算速度，步驟O)中的算法優(yōu)化為當(dāng)新讀取電參量數(shù)據(jù)<上次濾波結(jié)果時，由如下公式計算
3.根據(jù)權(quán)利要求ι或2所述的寬范圍電能表中的小信號濾波算法，其特征在于在濾波過程中，還包括濾波系數(shù)自動調(diào)整步驟，包括Ι.連續(xù)兩次讀取電參量數(shù)據(jù)，并比較當(dāng)前電參數(shù)數(shù)值與上次濾波后結(jié)果數(shù)值的大?。籌I.通過比較大小對連續(xù)兩次數(shù)據(jù)的變化方向進行判斷，如果兩次讀取的當(dāng)前電參數(shù)值都大于或者小于上次濾波后結(jié)果數(shù)值，則認為兩次數(shù)據(jù)變化方向一致，反之則視為不一致；III.根據(jù)兩次數(shù)據(jù)變化方向一致性的判斷結(jié)果，濾濾波系數(shù)自動調(diào)整的原理如下a)當(dāng)兩次數(shù)據(jù)變化方向不一致時，說明數(shù)據(jù)有抖動，將濾波系數(shù)清零，忽略本次新采樣值；b)當(dāng)兩次數(shù)據(jù)變化方向一致時，則逐漸提高濾波系數(shù)，提高本次新采樣值的權(quán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬范圍電能表中的小信號濾波算法，其特征在于在濾濾波系數(shù)自動調(diào)整的b)情況時，進而判斷本次接收數(shù)據(jù)與上次濾波結(jié)果差值的絕對值是否大于一設(shè)定的消抖反應(yīng)閥值，是則濾波系數(shù)=上次濾波系數(shù)+系數(shù)增量最大值，否則濾波系數(shù)=上次濾波系數(shù)+系數(shù)增量普通值；然后判斷濾波系數(shù)是否大于等于濾波系數(shù)最大值， 是則濾波系數(shù)清零后返回，否則直接返回。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于寬范圍電能表中的小信號濾波算法，針對計量芯片加計量管理MCU的工作模式；包括(1)計量管理MCU在固定時間間隔從計量芯片讀取各個電參量數(shù)據(jù)；(2)判斷電參量輸入信號是否小于小信號判斷閥值，是則采用如下算法對電參量數(shù)據(jù)進行濾波。本發(fā)明算法占用極少的計量管理MCU資源，實時動態(tài)地對從計量芯片輸入到計量管理MCU的所有基本電參量信號實施濾波處理，能夠根據(jù)小信號變化特性趨勢，動態(tài)實施濾波，還可以包括濾波系數(shù)自動調(diào)整步驟，在信號快速變化時，濾波結(jié)果快速跟進，以保證響應(yīng)靈敏度優(yōu)先；在信號趨于穩(wěn)定，在某一固定數(shù)值附近上下波動時，以保證數(shù)據(jù)平穩(wěn)度優(yōu)先。
文檔編號G01R22/00GK102346218SQ201010241299
公開日2012年2月8日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者任智仁, 周宣, 肖遷, 賈俊, 郭如 申請人:珠海中慧微電子有限公司