Способы повышения точности измерения частоты при применении метода, основанного на анализе приращения фазы

В настоящее время важно иметь возможность быстро и точно измерять частоту напряжения в электросети. Это нужно для управления и контроля электрической сети, а также для корректной работы ряда электрических устройств. Для измерения частоты цифровых сигналов существует множество методов, один из них - метод, основанный на анализе приращения фазы. Цель данной работы - рассмотреть возможные способы повышения точности данного метода и оценить их эффективность. В работе описываются следующие возможные способы повышения точности измерения частоты электрической сети при применении метода, основанного на анализе приращения фазы: применение цифровой фильтрации; метод, основанный на расчёте производной прямой (МРПП), соединяющей отсчёты, отстоящие на период входного сигнала; применение метода наименьших квадратов (МНК). Эффективность методов оценивается путём имитационного математического моделирования. В данной работе считается, что напряжение электросети было преобразовано в цифровой формат с помощью идеального АЦП, погрешность квантования которого в данной задаче не учитывается. Также считается, что частота дискретизации входного сигнала многократно превышает верхнюю границу частотного диапазона сигнала. Моделирование проводится с помощью пакета Matlab. В работе установлено, что с точки зрения точности наиболее эффективной модификацией является применение КИХ-фильтра, с точки зрения скорости измерения - МРПП. Применение МНК позволяет провести измерение частоты с более высокой точностью, чем метод усреднения окна сдвига. При этом применение МНК требует гораздо большей вычислительной мощности чем все перечисленные выше методы, что делает его применение в данном случае малоэффективным.