Zastosowanie MDFT do analizy widmowej sygnałów okresowych próbkowanych niesynchronicznie

• Autorzy: Kłosiński R.

Warianty tytułu

EN

Application of the MDFT in spectral analysis of non-coherently sampled periodic signals

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

MDFT to modyfikowane DFT dające zdecydowaną redukcję przecieku widma i poprawę dokładności estymacji harmonicznych sygnałów okresowych próbkowanych niesynchronicznie. Przedstawione zostały idea, wyprowadzenie, źródła błędów oraz sposób i skutki stosowania okien sygnałowych. Zaprezentowano wyniki analizy widmowej wygenerowane-go oraz rzeczywistego sygnału pokazujące możliwość wyznaczania widma amplitudowego i fazowego za pomocą MDFT z dokładnością znacznie większą w porównaniu z m algorytmem DFT. MDFT może znaleźć zastosowanie do analizy sygnałów występujących w systemie elektroenergetycznym, gdzie naturalna zmienność częstotliwości utrudnia analizę.

EN

The paper subject is the identification of periodic signal harmonics on the basis of samples in case of a non-coherent sampling. The modification of DFT is presented which leads to a distinct minimization of spectrum leakage effect and improvement in signal harmonics estimation accuracy. The modification consists in adjusting base functions frequencies of the Fourier series to frequencies of analyzed signal harmonics. The paper presents ideas, introduction, error analysis of the method and signal windowing effects for the modified discrete Fourier transform (MDFT). The presented examples indicate the possibility to determine amplitude and phase spectrums with higher accuracy in comparison to the classical DFT. Signal spectrum estimation by means of MDFT can be used for signal analysis in an electro-energetic system, where natural frequency variability hinders the analysis.

Słowa kluczowe

PL

modyfikowane DFT; analiza widmowa; niesynchroniczne próbkowanie; przeciek widma

EN

modified DFT; spectrum estimation; non-coherent sampling; spectrum leakage effect

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 54, nr 6
• Strony: 337--339
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., wzory

Twórcy

autor

Kłosiński R.

• Instytut Metrologii Elektrycznej, Uniwersytet Zielonogórski,

Bibliografia

• [1] I. Santamaria, C. Pantaleon, J. Ibanez: A Comparative Study of High-Accuracy Frequency Estimation Methods. Mechanical Systems and Signal Processing (2000), 14(0), Academic Press 2000.
• [2] J. Schoukens, R. Pintelon, H. Van Hammer: The Inerpolated Fast Fourier Transform: A Comparative Study. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 41, no. 2. April 1992.
• [3] A. Bracale, G.Carpinelli, R. Langella, A. Testa: Accurate Methods for signal Processing of Distorted Waveforms in Power Systems. EURA-SIP Journal on Advances in Signal Processing, vol. 2007.
• [4] Z. Staroszczyk: Power system non-stationarity and accurate power system identification procedures, Proceedings of the ICHQP2002, Rio de Janeiro, Brazil, Oct. 6-9, 2002.
• [5] D. Borkowski: On-Line Instantaneous Frequency Estimation And Voltage/Current Coherent Resampling Method. Metrology and Measurement Systems, vol. XII, No 1/2006.
• [6] K. Duda: THD measurement method for electric power systems based on chirp-z transform. PAK, vol. 53. No 9bis/2007.
• [7] G. N. Stenbakken , “A Wideband Sampling Wattmeter,” IEEE Transactions on Power Apperatus and Systems, vol. PAS-103, no. 10, pp. 2919-2925, October 1984.
• [8] Lu Zu-Liang: “An Error Estimate for Quasi-Integer-Period Sampling and an Approach for Increasing Its Accuracy”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 37, no. 2, 1988.
• [9] D. J. Nyarko, K.A. Stromsmoe: „A New Approach to the Esti-mation of Harmonics of Digitized Periodic Waveforms”, IEEE WES-CANEX’1995 Conference.
• [10] D. J. Nyarko, K.A. Stromsmoe: „A Modified DFT for Improved Accuracy in Harmonic Measurements of Periodic Waveforms”, Canadian Conference on Electrical and Computer Eng., vol. 2, 1996.
• [11] R. Kłosiński: Modyfikacja dyskretnego przekształcenia Fouriera w celu dokładniejszego wyznaczania widma. PAK, nr 6/2006.
• [12] R. Kłosiński: Identyfikacja harmonicznych sygnału okresowego na podstawie próbek za pomocą modyfikowanego dyskretnego przekształcenia Fouriera. PAK, nr 10/2006.
• [13] Kompatybilność elektromagnetyczna (EMC). Część 4-7: Metody badań i pomiarów. PN-EN 61000-4-7. PKN, Warszawa 2007.
• [14] D. Agrez: Improving Phase Estimation With Leakage Minimization. IEEE Trans. on Instr. and Meas., vol 54, NO.4, Aug. 2005.