基于LabVIEW的谐波分析仪浅谈

张东虞　胡春玲

摘 要：虚拟仪器是一种建立在当今世界先进的计算机技术、数据采集技术和通信技术基础上，通道数、采样频率等的设置。而由于各种原因，本设计将利用波形发生函数模拟实际电流电压，并进行采样，对采样的得到的数据进行谐波失真分析，并对比了在加窗函数前后THD，数据采集卡的工作方式、通道数、采样频率等的设置。而由于各种原因，本次设计将利用波形发生函数模拟实际电流电压，并进行采样，对采样的得到的数据进行谐波失真分析，并对比了在加窗函数前后THD提供了一个可靠而有效的途径。利用谐波分析子模块对畸变信号进行分析，较直观地得出基波和谐波情况。

关键词：FFT；虚拟仪器；谐波分析仪

中图分类号：TM935 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）12-0073-02

谐波一词起源于声学国际上公认的谐波含义为谐波是一个周期电气量的正弦波分量，数据采集卡的工作方式、通道数、采样频率等的设置。而由于各种原因，本次设计将利用波形发生函数模拟实际电流电压，并进行采样，对采样的得到的数据进行谐波失真分析，并对比了在加窗函数前后THD，谐波频率与基波频率的比值称为谐波次数。

如今，在全球工业高速发展的的大环境下，污染也日益严重，对电力系统来说也面临着前所未有的威胁，公用电网中的谐波电压和电流对电网的污染最为严重。人们也逐渐认识到了谐波对电网危害的严重性，如何控制谐波电压和谐波电流将成为电力系统分析的课题之一。

1 谐波分析系统总体设计

本文研究的重点在于利用LabVIEW平台开发基于LabVIEW的谐波分析系统。主要从硬件设计和软件编程两部分对系统进行设计。

1.1 硬件部分

在硬件设计中，如何提高安全性和抗干扰能力是设计的关键。在数据采集卡前端设计了通过隔离模块完成接地任务，并在输入、输出回路中采用放大电路加静电和电磁屏蔽的方式，杜绝与电源形成直接耦合关系，从而达到对安全性能和抗干扰性能的要求。

在隔离放大电路采用Analog Devices生产的AD202隔离放大器，数据采集卡的工作方式、通道数、采样频率等的设置。而由于各种原因，本次设计将利用波形发生函数模拟实际电流电压，并进行采样，对采样的得到的数据进行谐波失真分析，并对比了在加窗函数前后THD。

抗混叠低通滤波器采用MAX275专用芯片，其作用是滤掉周期信号中50次谐波（2.5 kHz）以上的高频成份，数据采集卡的工作方式、通道数、采样频率等的设置。而由于各种原因，本次设计将利用波形发生函数模拟实际电流电压，并进行采样，对采样的得到的数据进行谐波失真分析，并对比了在加窗函数前后THD。

在计算机广泛应用的今天，数据采集卡的工作方式、通道数、采样频率等的设置。

而由于各种原因，本次设计将利用波形发生函数模拟实际电流电压，并进行采样，对采样的得到的数据进行谐波失真分析，并对比了在加窗函数前后THD，还有更多的实际问题要解决。

本次设计选用的数据采集卡是NI USB6251。

NI USB-6251是USBM系列的多功能数据采集卡，具有SCC信号调理功能的Mass终端版，用于传感器和高电压测量，主要性能如下：

①与LabVIEW、LabWindows/CVI和用于Visual Studio.NET的Measurement studio兼容。

②随附NI-DAQmx、VI Logger Lite数据记录软件和其他测量服务。

③16路模拟输入（16位）；1.25 s/s单通道采样率（共计1 MS/s）。

④2路模拟输出（16位，2.8 MS/s）；24条数字I/O（8条时钟线）；32位计数器。

⑤用于自动探测和配置的即插即用USB；内置信号连接。

1.2 软件部分

虚拟仪器的关键是：“软件就是仪器”，就是因为它的波形分析处理模块和显示模块完全由软件代替硬件实现传统仪器的各项功能。

对于本测试系统，软件是核心，只要硬件部分将检测到的电压电流信号转换成数字信号，其余的任务如通道设置、波形分析处理、显示等完全交给软件来处理。

本文设计的基于LabVIEW的谐波分析系统可分为数据采集，波形显示，数据处理与分析。

数据采集模块主要是通过NI数据采集卡，将信号发生器中所产生的采集后送入计算机，最后在所设计好的谐波分析界面中显示其波形。主要包括数据采集卡的工作方式、通道数、采样频率等的设置。

而由于各种原因，本次设计将利用波形发生函数模拟实际电流电压，并进行采样，对采样的得到的数据进行谐波失真分析，并对比了在加窗函数前后THD；对模拟采样信号进行频谱分析，以便在谐波分析界面对谐波成分有个直观的了解。

2 结 语

通过对频谱测量图进行分析比较，基本参数设置可以发现系统测量的精确性很高。加窗函数前后THD对比，由仿真结果可以发现，加窗后的THD明显小于加窗前。

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