2．2　系統(tǒng)硬件電路
　　2．2．1　微機(jī)系統(tǒng)

　　由嵌入式cpuintel 80386ex、程序存儲(chǔ)器e－prom2764、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8mram組成的微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)為諧波分析儀的核心部分。它在軟件的配合下可以完成以下功能：控制數(shù)據(jù)采集、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算、進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、控制被測(cè)信號(hào)的波形顯示、控制分析結(jié)果的打印及顯示、同pc機(jī)進(jìn)行通信。

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以有兩種模式選擇。一種將每次采樣的數(shù)值均記錄下來(lái)，這種模式精確，但所需存儲(chǔ)空間太大，只可連續(xù)工作約0．5 h；另一種將每秒采樣值的平均值記錄下來(lái)，該模式有一定誤差，但可以連續(xù)工作約25 h。
　　2．2．2　隔離電路

　　考慮到儀器的廣泛適用性，儀器的輸入信號(hào)分別取自被測(cè)線路的電壓、電流互感器的二次側(cè)，為了提高儀器的抗干擾能力，保證操作人員的人身安全，用光電隔離電路將外部輸入信號(hào)與微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)電氣隔離。電壓隔離傳感器將有效值為0～100 v的電壓信號(hào)變?yōu)?～5 v，電流傳感器將0～5 a的電流信號(hào)變?yōu)?～5 v的電壓信號(hào)。為精密測(cè)量諧波成分，該儀器采用瑞士萊姆（lem）公司生產(chǎn)的電壓、電流互感器模塊，這種變換器具有較好的頻率響應(yīng)且輸入范圍大。
　　
　　2．2．3　采樣保持電路及模數(shù)轉(zhuǎn)換電路

　　為了提高儀器的測(cè)量精度，必須對(duì)電壓、電流信號(hào)同時(shí)采樣。用采樣保持器lf398分兩路對(duì)被測(cè)電壓、電流信號(hào)同時(shí)進(jìn)行采樣保持，并將各自的輸出信號(hào)分別輸入到多路開關(guān)cd4051。該儀器對(duì)被測(cè)電壓、電流信號(hào)每周期采樣64點(diǎn)，因此，控制多路開關(guān)的邏輯輸入脈沖頻率為2×64×50＝6．4 khz，輪流將兩個(gè)被測(cè)信號(hào)的采樣值送到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路選用ad574，這是一種高速12位adc，它的輸出具有三態(tài)，可直接掛在微機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線上。

　　2．2．4　液晶顯示電路

　　選用dmf5002型圖形液晶顯示器作為該儀器的顯示器。這是一種集控制器、驅(qū)動(dòng)器和顯示屏于一體的液晶顯示器（lcd），可以直接與80386ex相連接。通過(guò)對(duì)控制器t6963c編程，可以將電壓和電流信號(hào)的采樣點(diǎn)顯示在屏幕上，以便實(shí)時(shí)觀察被測(cè)電壓和電流的波形。
　　3　測(cè)量方法　
　
　　目前，周期信號(hào)的諧波分析，一般采用等間隔同步采樣方法，利用鎖相環(huán)技術(shù)使采樣與電網(wǎng)保持同步。但在工程實(shí)際中等間隔相對(duì)比較容易做到，而嚴(yán)格的同步很難實(shí)現(xiàn)，大部分按同步采樣原理制作的諧波分析儀，實(shí)際上工作在近于同步狀態(tài)，將對(duì)基波產(chǎn)生同步偏差，對(duì)高次諧波測(cè)量帶來(lái)很大誤差。為此，該系統(tǒng)采用準(zhǔn)同步采樣算法［1～2］，通過(guò)在數(shù)據(jù)處理時(shí)增加迭代次數(shù)可以有效地減小同步偏差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，使基波與高次諧波均能獲得很高的測(cè)量精度。同時(shí)，可以省去鎖相環(huán)電路，降低硬件成本，簡(jiǎn)化硬件電路。

　　4　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
　　
　　系統(tǒng)軟件分為兩部分，一部分為便攜式諧波分析儀的軟件，用匯編語(yǔ)言編寫。另一部分為win－dows環(huán)境下的諧波管理軟件，用visual basic5．0編寫。

　　4．1　諧波分析儀軟件

　　分析儀軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，分為3個(gè)功能模塊：

　�。�1）系統(tǒng)管理、控制模塊：包括系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)自檢、鍵盤管理、工作模式、通信、波形顯示、數(shù)據(jù)打印等。

　�。�2）數(shù)據(jù)處理模塊：包括分析、計(jì)算、儲(chǔ)存以及各種數(shù)制的轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波等。

　　（3）測(cè)量周期模塊：獲取采樣周期、完成采樣和a／d轉(zhuǎn)換。