Modification of the DFT for improving accuracy of a non-coherently sampled periodic signal spectrum estimation

• Autorzy: Kłosiński R.

Warianty tytułu

PL

Modyfikacja DFT w celu poprawy dokładności estymacji widma sygnału okresowego próbkowanego niesynchronicznie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A modification of the DFT is presented, which led to a distinct minimization of the spectrum leakage effect and improvement in signal harmonics estimation accuracy in case of a non-coherent sampling. The modification consists in adjusting base functions frequencies of the Fourier series to frequencies of the analyzed signal harmonics. The paper presents ideas, introduction, error analysis and signal windowing effects. The modified DFT (MDFT) can be used for analysis of the power network signals, where natural frequency variability hinders the analysis.

PL

Przedstawiono modyfikację DFT (MDFT) prowadzącą do zdecydowanej redukcji zjawiska przecieku widma i poprawy dokładności estymacji harmonicznych sygnału okresowego próbkowanego niesynchronicznie. Modyfikacja polega na dopasowaniu pulsacji funkcji bazowych szeregu Fouriera do pulsacji harmonicznych. Przedstawiono ideę, wyprowadzenie, analizę błędów oraz skutki stosowania okien sygnałowych. Modyfikowane DFT (MDFT) można stosować do analizy widmowej sygnałów w systemie elektroenergetycznym, gdzie zmienność częstotliwości utrudnia analizę.

Słowa kluczowe

EN

modified discrete; Fourier transform; non-coherent sampling; leakage effect minimization; spectrum estimation

PL

przekształcenie Fouriera; modyfikowane dyskretne; próbkowanie niesynchroniczne; minimalizacja przecieku widma; wyznaczanie widma

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 84, nr 9
• Strony: 153--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Kłosiński R.

• University of Zielona Góra, Institute of Electrical Metrology,

Bibliografia

• [1] Rybski R., Impedance comparison in a circuit with two sinewave generators, Metrology and Measurement Systems, XI (2004), n.2, 131-146
• [2] Rybski R., Kaczmarek J., Krajewski M., Accurate measurement of complex voltage ratio with a sampling voltmeter, Metrology and Measurement Systems, XI (2004), n.2, 147-158
• [3] Santamaria I., Pantaleon C., Ibanez J., A Comparative Study of High-Accuracy Frequency Estimation Methods, Mechanical Systems and Signal Processing, 14(0) (2000), 1-17.
• [4] Schoukens J., Pintelon R., Van Hammer H., The Inerpolated Fast Fourier Transform: A Comparative Study, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 41 (1992), n.2, 226-232
• [5] Borkowski J., LIDFT – The DFT linear interpolation method, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 49 (2000), 741-745
• [6] Borkowski J., Mroczka J., Multifrequency signal analysis of the optic sensor signal in the LIDFT method, Metrology and Measurement Systems, XI (2004), n.4, 337-384
• [7] IEC 61000-4-7: Electromagnetic compatibility (EMC) Part 4: Testing and measurement techniques Section 7, General guide on harmonics and interharmonics measurements and instrumentation, for power supply systems and equipment connected thereto, (PN EN 61000-4-7)
• [8] Staroszczyk Z., Power system non-stationarity and accurate power system identification procedures, Proceedings of the ICHQP2002, Rio de Janeiro, Brazil, Oct. 6-9, 2002.
• [9] Kuśmierek Z., Harmonics in the Power Systems, Przegląd Elektrotechniczny 6 (2006), 8-19. (in polish)
• [10] Borkowski D., On-Line Instantaneous Frequency Estimation And Voltage/Current Coherent Resampling Method, Metrology and Measurement Systems, XII (2006), n.1, 59-74
• [11] Borkowski D., The DSP System for Real-time Coherent Resampling of Power System Signals, Pomiary Automatyka Kontrola, 53 (2007), n.9bis, 661-664
• [12] Duda K., THD measurement method for electric power systems based on chirp-z transform, Pomiary Automatyka Kontrola, 53 (2007), n.9bis, 645-648
• [13] Nyarko D.J., Stromsmoe K.A., A New Approach to the Estimation of Harmonics of Digitized Periodic Waveforms, IEEE WES-CANEX’1995 Conference, (1995), 18-23
• [14] Nyarko D.J., Stromsmoe K.A., A Modified DFT for Improved Accuracy in Harmonic Measurements of Periodic Waveforms, Canadian Conference on Electrical and Computer Eng., 2 (1996), 708-711
• [15] Agrez D., Improving Phase Estimation With Leakage Minimization, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 54 (2005), 1347-1353