一种微弱直流信号中的脉冲干扰检测方法技术

本发明专利技术提供了一种针对噪声幅度大、持续时间短、间隔时间长的脉冲进行检测的一种微弱直流信号中的脉冲干扰检测方法，包括如下步骤：(1)设计观察窗口；(2)计算并存储观察窗口的窗口幅度；(3)设计观察窗口幅度序列；(4)计算窗口幅度差值并比较存储；(5)检测脉冲干扰并对受到干扰的观察窗口进行过滤。本发明专利技术所述的一种微弱直流信号中的脉冲干扰检测方法，针对微弱直流信号中的脉冲噪声幅度大，脉冲持续时间短，脉冲间的间隔时间长的特点，从时域分析的角度出发，通过评估多个观察窗口的窗口幅度，无需高采样率和大量运算，即可从微弱直流信号中检测到脉冲噪声并进行抑制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脉冲干扰检测方法，尤其是。
技术介绍
在轨道交通直流牵引保护系统中，电流相关保护所需要的信号主要通过分流器获取。当直流电流通过分流器时，分流器将输出幅值很小的直流电压信号，其幅值一般在15OmV以内。但是，在直流电压信号传输过程中，来自各种电气干扰的脉冲噪声往往会对信号造成较大的影响，最终导致电流相关保护误动作，严重影响了直流牵引保护系统的可靠性。从时域角度看，脉冲噪声的特点是其幅度远大于分流器输出的直流电压信号，且脉冲之间的间隔时间远大于脉冲持续时间；从频域角度看，脉冲噪声的频谱范围远大于直流牵引系统电流信号的频谱范围。现有技术主要从频域的角度出发，通过低通滤波的方式对噪声进行过滤，这种方法只能滤除幅度小、频谱范围窄的噪声，无法对幅度大、频谱范围宽的脉冲噪声进行有效检测和抑制。
技术实现思路
本专利技术提供了一种针对噪声幅度大、持续时间短、间隔时间长的脉冲进行检测的。实现本专利技术目的的，包括如下步骤:(I)设计观察窗口选择合适的采样率f，通过AD转换器对信号进行采样，并将转换结果读取到相应的存储器中，将连续M个采样点定义为一个观察窗口 W，相邻的观察窗口之间无数据重叠；观察窗口的时间宽度Tm = M/f，对于脉冲噪声的脉冲时间宽度Tn，满足Tm彡Tn，M彡2 ;(2)计算并存储观察窗口的窗口幅度根据观察窗口的设置，每完成M个采样点后，计算出相应观察窗口的窗口幅度权利要求1.，包括如下步骤: (1)设计观察窗口 选择合适的采样率f，通过AD转换器对信号进行采样，并将转换结果读取到相应的存储器中，将连续M个采样点定义为一个观察窗口 W，相邻的观察窗口之间无数据重叠；观察窗口的时间宽度Tm = M/f，对于脉冲噪声的脉冲时间宽度Tn，满足Tm彡Tn，M彡2 ; (2)计算并存储观察窗口的窗口幅度 根据观察窗口的设置，每完成M个采样点后，计算出相应观察窗口的窗口幅度 MΑ^Σα^其中ai(i = 1，2...Μ)为观察窗口内的连续M个采样点AD转换值，并对观察窗口的幅度进行存储； (3)设计观察窗口幅度序列 连续存储最新的Q = 2ρ+1个观察窗口的窗口幅度其中，ApS最近一个观察窗口 Wp的窗口幅度，Atl为待过滤的观察窗口 Wtl的窗口幅度，Α_ρ为观察窗口 Wtl之前的第P个观察窗口 W_p的窗口幅度；根据时间推移，每产生一个最新的观察窗口，即需要将原有的Q个观察窗口序列进行一次滑动，以保证观察窗口 Wp总是最新的观察窗口，对于最小脉冲间隔时间Ts，必须满足Q个观察窗口的总时间长度(2p+l) Tm小于Ts，ρ彡2 ; (4)计算窗口幅度差值并比较存储 每当产生一个最新的观察窗口 Wp，可以对Wp之前的第ρ个观察窗口 Wtl进行滤波；计算Di = IA1-AcJ,其中i =-ρ，...-1，1，...P，共2p个窗口幅度差值；根据脉冲噪声的幅度以及上升时间情况可设定比较阈值Dth，将2p个窗口幅度差值和Dth分别进行比较，将窗口幅度差值超过Dth的数量记为B，并进行存储； (5)检测脉冲干扰并对受到干扰的观察窗口进行过滤 如果B < p+1，则认为不存在干扰脉冲，可以将Atl直接作为滤波结果K输出； 如果B > p+1，则认为观察窗口 Wtl可能存在脉冲干扰，计算C = I A_p-Ap I，根据有效信号的上升时间和幅度情况可设定比较阈值Cth，如果C < Cth则认为不存在干扰脉冲，可以将A0直接作为滤波结果K输出；如果C ^ Cth则认为存在干扰脉冲，此时计算V ^ = (A_p+Ap) /2作为滤波结果4输出。全文摘要本专利技术提供了一种针对噪声幅度大、持续时间短、间隔时间长的脉冲进行检测的，包括如下步骤(1)设计观察窗口；(2)计算并存储观察窗口的窗口幅度；(3)设计观察窗口幅度序列；(4)计算窗口幅度差值并比较存储；(5)检测脉冲干扰并对受到干扰的观察窗口进行过滤。本专利技术所述的，针对微弱直流信号中的脉冲噪声幅度大，脉冲持续时间短，脉冲间的间隔时间长的特点，从时域分析的角度出发，通过评估多个观察窗口的窗口幅度，无需高采样率和大量运算，即可从微弱直流信号中检测到脉冲噪声并进行抑制。文档编号H02J1/02GK103197161SQ20131009854公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日专利技术者全晓霖 申请人:北京清电华力电气自动化科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微弱直流信号中的脉冲干扰检测方法，包括如下步骤：(1)设计观察窗口选择合适的采样率f，通过AD转换器对信号进行采样，并将转换结果读取到相应的存储器中，将连续M个采样点定义为一个观察窗口W，相邻的观察窗口之间无数据重叠；观察窗口的时间宽度Tm＝M/f，对于脉冲噪声的脉冲时间宽度Tn，满足Tm≥Tn，M≥2；(2)计算并存储观察窗口的窗口幅度根据观察窗口的设置，每完成M个采样点后，计算出相应观察窗口的窗口幅度其中ai(i＝1，2...M)为观察窗口内的连续M个采样点AD转换值，并对观察窗口的幅度进行存储；(3)设计观察窗口幅度序列连续存储最新的Q＝2p+1个观察窗口的窗口幅度：A?p，A?p+1...A0，A1...Ap。其中，Ap为最近一个观察窗口Wp的窗口幅度，A0为待过滤的观察窗口W0的窗口幅度，A?p为观察窗口W0之前的第p个观察窗口W?p的窗口幅度；根据时间推移，每产生一个最新的观察窗口，即需要将原有的Q个观察窗口序列进行一次滑动，以保证观察窗口Wp总是最新的观察窗口，对于最小脉冲间隔时间Ts，必须满足Q个观察窗口的总时间长度(2p+1)Tm小于Ts，p≥2；(4)计算窗口幅度差值并比较存储每当产生一个最新的观察窗口Wp，可以对Wp之前的第p个观察窗口W0进行滤波；计算Di＝|Ai?A0|，其中i＝?p，...?1，1，...p，共2p个窗口幅度差值；根据脉冲噪声的幅度以及上升时间情况可设定比较阈值Dth，将2p个窗口幅度差值和Dth分别进行比较，将窗口幅度差值超过Dth的数量记为B，并进行存储；(5)检测脉冲干扰并对受到干扰的观察窗口进行过滤如果B＜p+1，则认为不存在干扰脉冲，可以将A0直接作为滤波结果Ar输出；如果B≥p+1，则认为观察窗口W0可能存在脉冲干扰，计算C＝|A?p?Ap|， 根据有效信号的上升时间和幅度情况可设定比较阈值Cth，如果C＜Cth则认为不存在干扰脉冲，可以将A0直接作为滤波结果Ar输出；如果C≥Cth则认为存在干扰脉冲，此时计算A′0＝(A?p+Ap)/2作为滤波结果Ar输出。FSA00000869266700011.tif...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：全晓霖，
申请(专利权)人：北京清电华力电气自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：