本技術(shù)涉及電力諧波信號(hào)分析，尤其涉及一種諧波幅值提取電路。
背景技術(shù)：
1、諧波是指對(duì)周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解所得到的大于基波頻率整數(shù)倍的各次分量，通常稱為高次諧波，而基波是指其頻率與工頻(50hz)相同的分量。高次諧波的干擾是當(dāng)前電力系統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的一大“公害”，亟待采取對(duì)策。
2、為加強(qiáng)對(duì)諧波的監(jiān)測、管理及治理，世界各國頒布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并基于標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)了各種電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，這些裝置廣泛應(yīng)用于變電站、風(fēng)電場、鋼鐵企業(yè)及電氣化鐵路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)安全保駕護(hù)航。相關(guān)技術(shù)中，對(duì)諧波的監(jiān)測主要依靠傅里葉變換的方式進(jìn)行提取，通常而言是對(duì)波形信號(hào)進(jìn)行采樣，通過傅里葉變換分析的方式，提取出諧波的幅值特征，再進(jìn)行分析和指示。
3、通過傅里葉變換的方式提取、分析電力諧波，需要較強(qiáng)的運(yùn)算能力，相應(yīng)的硬件資源投入大，成本高。
4、基于此，需要開發(fā)一種諧波幅值提取電路。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本實(shí)用新型實(shí)施方式提供了一種諧波幅值提取電路，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中諧波幅值提取電路硬件資源投入多的問題。
2、第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施方式提供了一種諧波幅值提取電路，包括：
3、所述幅值提取單元的兩個(gè)輸入端分別與所述鎖相環(huán)的輸出端以及所述第一濾波器的輸出端電連接；
4、當(dāng)基波波形以及目標(biāo)波形分別輸入到所述鎖相環(huán)倍頻器以及所述第一濾波器時(shí)，在所述鎖相環(huán)倍頻器的輸出端以及所述第一濾波器的輸出端分別輸出倍頻于所述基波波形的倍頻波形以及預(yù)設(shè)頻率的濾波器波形，其中，所述第一濾波器為帶通濾波器；
5、所述幅值提取單元用于對(duì)所述倍頻波形以及所述濾波器波形進(jìn)行乘法操作獲取乘積波形并對(duì)所述乘積波形進(jìn)行低通濾波以獲得目標(biāo)頻率波形的幅值，其中，所述目標(biāo)頻率波形與所述倍頻波形頻率相同。
6、在一些可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式中，所述幅值提取單元包括：乘法電路以及第二濾波器；
7、所述乘法電路的兩個(gè)輸入端分別與所述鎖相環(huán)的輸出端以及所述第一濾波器的輸出端電連接，所述第二濾波器的輸入端與所述乘法電路的輸出端電連接，其中，所述第二濾波器為低通濾波器；
8、當(dāng)所述乘法電路在接收到所述倍頻波形以及所述濾波器波形時(shí)，在所述乘法電路的輸出端輸出乘積波形，所述第二濾波器對(duì)所述乘積波形進(jìn)行低通濾波獲得所述目標(biāo)頻率波形的幅值。
9、在一些可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式中，所述鎖相環(huán)倍頻器包括：鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器以及分頻器；
10、所述環(huán)路濾波器的輸入端以及輸出端分別與所述鑒相器的輸出端以及壓控振蕩器的輸入端電連接；
11、所述分頻器的輸入端以及輸出端分別與所述壓控振蕩器的輸出端以及所述鑒相器的第二輸入端電連接；
12、當(dāng)所述鑒相器的第一輸入端輸入基波波形時(shí)，所述鑒相器根據(jù)所述基波波形與所述分頻器輸出波形生成包含有相位差特征的第一波形，所述環(huán)路濾波器對(duì)所述第一波形進(jìn)行低通濾波生成相位差特征波形，所述壓控振蕩器根據(jù)所述相位差特征波形生成所述倍頻波形。
13、在一些可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式中，所述乘法電路包括：加法電路、指數(shù)電路以及兩套對(duì)數(shù)電路；
14、所述兩套對(duì)數(shù)電路的輸出端分別與所述加法電路的兩個(gè)輸入端電連接，所述加法電路的輸出端與所述指數(shù)電路的輸入端電連接。
15、在一些可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式中，所述對(duì)數(shù)電路包括：
16、第一運(yùn)放、第一三極管、第一電阻以及第二電阻；
17、所述第一電阻的第一端與所述第一三極管的集電極以及所述第一運(yùn)放的反相輸入端電連接，所述第二電阻的兩端分別與所述第一運(yùn)放的正相輸入端以及地電連接，所述第一三極管的基極以及發(fā)射極分別與地以及所述第一運(yùn)放的輸出端電連接。
18、在一些可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式中，所述指數(shù)電路包括：
19、第四運(yùn)放、第三三極管、第九電阻以及第十電阻；
20、所述第三三極管的射極與所述第九電阻的第一端以及所述第四運(yùn)放的反相輸入端電連接，所述第九電阻的第二端與所述第四運(yùn)放的輸出端電連接，所述第十電阻的兩端分別與所述第四運(yùn)放的正相輸入端以及地電連接，所述第三三極管的基極與所述第三三極管的集電極電連接。
21、在一些可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式中，所述第二濾波器包括：第五十一電阻、第五十二電阻、第五十一電容以及第五十二電容；
22、所述第五十一電阻的第二端分別與所述第五十一電容的第一端以及所述第五十二電阻的第一端電連接，所述第五十二電阻的第二端與所述第五十二電容的第一端電連接，所述第五十一電容的第二端以及所述第五十二電容的第二端接地。
23、在一些可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式中，所述第一濾波器包括：第五運(yùn)放、第四十一電阻、第四十二電阻、第四十三電阻、第四十一電容、第四十二電容以及第四十三電容；
24、所述第四十一電容的第一端與所述第四十一電阻的第二端、所述第四十二電阻的第一端以及所述第四十二電容的第一端電連接，所述第四十一電容的第二端與所述第五運(yùn)放的反相輸入端以及所述第四十三電阻的第一端電連接；
25、所述第四十三電容的第一端與所述第五運(yùn)放的輸出端、所述第四十三電阻的第二端以及所述第四十二電容的第二端電連接；
26、所述第五運(yùn)放的正相輸入端以及所述第四十二電阻的第二端接地。
27、本實(shí)用新型實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是：
28、本實(shí)用新型實(shí)施方式公開了一種諧波幅值提取電路，其通過鎖相環(huán)對(duì)基波進(jìn)行倍頻處理獲得倍頻波形，并通過帶通濾波的方式獲取到濾波器波形，通過兩個(gè)波形的乘法運(yùn)算，提取到包含有諧波幅值特征的波形，最后通過低通濾波器提取諧波幅值，上述過程無需進(jìn)行傅里葉變換，也無需計(jì)算機(jī)程序，實(shí)時(shí)性、連續(xù)性好，硬件資源消耗少。
29、本發(fā)明實(shí)施方式僅依靠運(yùn)算放大器、電阻、電容以及三極管常見的電子零器件構(gòu)成模擬電路，對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算、濾波處理，可靠性高，可替換性好，便于電路的檢修和精度的調(diào)整。
1.一種諧波幅值提取電路，其特征在于，包括：鎖相環(huán)倍頻器、第一濾波器以及幅值提取單元；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波幅值提取電路，其特征在于，所述幅值提取單元包括：乘法電路以及第二濾波器；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波幅值提取電路，其特征在于，所述鎖相環(huán)倍頻器包括：鑒相器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器以及分頻器；
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧波幅值提取電路，其特征在于，所述乘法電路包括：加法電路、指數(shù)電路以及兩套對(duì)數(shù)電路；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧波幅值提取電路，其特征在于，所述對(duì)數(shù)電路包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧波幅值提取電路，其特征在于，所述指數(shù)電路包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧波幅值提取電路，其特征在于，所述第二濾波器包括：第五十一電阻、第五十二電阻、第五十一電容以及第五十二電容；
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的諧波幅值提取電路，其特征在于，所述第一濾波器包括：第五運(yùn)放、第四十一電阻、第四十二電阻、第四十三電阻、第四十一電容、第四十二電容以及第四十三電容；