一種串模干擾抑制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種串模干擾抑制方法及裝置，通過在電池組的檢測選擇電路和隔離放大電路之間設(shè)置阻值較小的取樣電阻，使得該隔離放大電路的輸出電壓在采樣計(jì)算電路的采樣電壓范圍之內(nèi)，從而保證了有用信號疊加上串模干擾(即混合信號)后不會(huì)超過采樣計(jì)算電路的采樣范圍，從源頭上為預(yù)存的哈明窗濾波算法的有效濾波奠定了基礎(chǔ)，提高了哈明窗濾波算法對抑制串模干擾信號的可靠性；本發(fā)明通過在采樣計(jì)算電路前端設(shè)置了抗混疊濾波電路，保證了交流采樣技術(shù)的有效實(shí)施，并采用哈明窗濾波算法來對獲得到采樣信號序列進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到了40Hz以上的串模干擾抑制比不小于50dB的要求，有效提高了產(chǎn)品的串模干擾抑制能力以及響應(yīng)速度。
【專利說明】一種串模干擾抑制方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及電池測試系統(tǒng)中抑制干擾的【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說是一種串模干擾抑制方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]串模干擾主要是指測量時(shí)由于感性耦合(磁場耦合)和容性耦合(電場耦合)而產(chǎn)生的疊加在輸入信號上的干擾，在電池的實(shí)際測試中，由于現(xiàn)場布線、安裝環(huán)境、電源處理等非理想化，通常都會(huì)引入串模干擾，尤其是由供電線路耦合產(chǎn)生的低頻干擾最難控制，若處理不當(dāng)將會(huì)嚴(yán)重影響電池測量準(zhǔn)確度及響應(yīng)時(shí)間。
[0003]為了解決電池測試系統(tǒng)中的串模干擾問題，現(xiàn)有技術(shù)中通常會(huì)采用硬件濾波或軟件濾波方式來抑制串模干擾。具體的，對于硬件濾波方式，通常是在電池監(jiān)測系統(tǒng)中設(shè)置模擬濾波電路，如一階或二階濾波電路，因而，在串模干擾制比國標(biāo)要求下，如在要求工頻50Hz串模干擾抑制比不小于50dB時(shí)，單體測試的響應(yīng)時(shí)間均在500ms以上，那么，對于采用切換方式進(jìn)行的24路單體直流電壓的采樣，巡檢一周的直流電壓采樣時(shí)間將大于12s (即24 X 500ms)，更何況在電池測試系統(tǒng)中還需要對其充放電電流以及電池溫度等參數(shù)進(jìn)行測試，可見，采用現(xiàn)有的串模干擾抑制方案將大大降低電池測試效率，甚至在對擴(kuò)展到的48路單體電壓的測試時(shí)，現(xiàn)有的串模干擾抑制方案將無法達(dá)到電池測試系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。
[0004]而對于軟件濾波方式，通常是采用多點(diǎn)采樣并取其算法平均值的方式來抑制電池測試中引入的串模干擾，但由于這種方式的濾波效果受串模干擾頻率的影響比較大，僅對特定頻率點(diǎn)(如50HZ)的串模干擾抑制效果較好，而對其他頻率點(diǎn)(如60Hz、40Hz)的串模干擾抑制效果很差。
[0005]由此可見，如何實(shí)現(xiàn)對電池測試系統(tǒng)中的串模干擾快速、高效地抑制，以保證電池測試準(zhǔn)確度和響應(yīng)時(shí)間成為目前亟需解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種串模干擾抑制方法及裝置，實(shí)現(xiàn)了對電池測試系統(tǒng)中的串模干擾的快速、高效地抑制，保證了該電池測試系統(tǒng)的測試準(zhǔn)確度且縮短了響應(yīng)時(shí)間，從而大大提高了電池測試效率。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案:
[0008]一種串模干擾抑制方法，應(yīng)用于電池測試系統(tǒng)中的串模干擾抑制裝置，所述裝置包括依次連接的檢測選擇電路、取樣電阻，隔離放大電路、抗混疊濾波器和采樣計(jì)算電路，其中，所述取樣電阻使所述隔離放大電路的輸出電壓在所述采樣計(jì)算電路的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍內(nèi)，則所述方法包括:
[0009]控制所述待測電池組中的任意一路單體電池導(dǎo)通；
[0010]獲取經(jīng)所述隔離放大電路和所述抗混疊濾波器處理后的單體電池電壓信號；
[0011]在預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)，按照預(yù)設(shè)采樣頻率對所述單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列；
[0012]利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理，確定滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓。
[0013]優(yōu)選的，當(dāng)所述預(yù)設(shè)采樣周期為四個(gè)采樣周期時(shí)，所述按照預(yù)設(shè)采樣頻率對所述單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列包括:
[0014]在每個(gè)采樣周期內(nèi)，按照3.2KHz采樣頻率對所述單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到包含有64個(gè)采樣點(diǎn)的原始采樣序列。
[0015]優(yōu)選的，在得到原始采樣序列之后，且在利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理之前，所述方法還包括:
[0016]判斷是否對所述單體電池電壓信號完成四個(gè)采樣周期的采樣；
[0017]如果否，返回所述按照預(yù)設(shè)采樣頻率對所述單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列步驟繼續(xù)執(zhí)行；
[0018]如果是，執(zhí)行所述利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理，確定滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓步驟。
[0019]優(yōu)選的，所述利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理，確定滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓包括:
[0020]對所得到的原始采樣序列以及預(yù)存的哈明窗濾波算法的系數(shù)進(jìn)行乘積運(yùn)算，得到濾波后的信號序列值；
[0021]對所得到的所有濾波后的信號序列值求和，得到濾波后的信號序列總值；
[0022]將所述濾波后的信號序列總值除以所述哈明窗濾波算法中哈明窗的階數(shù)，得到滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓。
[0023]優(yōu)選的，所述預(yù)存的哈明窗濾波算法為256階哈明窗FIR濾波算法，則所述系數(shù)為所述256階哈明窗系數(shù)。
[0024]優(yōu)選的，在所述按照預(yù)設(shè)采樣頻率對所述單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列之前，所述方法還包括:
[0025]將所獲取的所述隔離放大電路的輸出電壓與所述采樣計(jì)算電路的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍進(jìn)行比較；
[0026]當(dāng)所述隔離放大電路的輸出電壓超出所述預(yù)設(shè)采樣電壓范圍時(shí)，輸出報(bào)警信息，以提醒用戶調(diào)整所述取樣電阻的阻值。
[0027]一種串模干擾抑制裝置，應(yīng)用于電池測試系統(tǒng)，所述裝置包括:檢測選擇電路，取樣電阻，隔離放大電路、抗混疊濾波器和采樣計(jì)算電路，其中:
[0028]所述檢測選擇電路與待測電池組輸出端連接，控制所述待測電池組中的任意一路單體電池導(dǎo)通；
[0029]所述取樣電阻分別與所述檢測選擇電路的輸出端和所述隔離放大電路連接，控制所述隔離放大電路的輸出電壓在所述采樣計(jì)算電路的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍內(nèi)；
[0030]所述抗混疊濾波器輸入端與所述隔離放大電路輸出端連接，對所述隔離放大電路的輸出電壓進(jìn)行抗混疊濾波；
[0031]所述采樣計(jì)算電路的采樣端口與所述混疊濾波器輸出端連接，按照預(yù)設(shè)采樣頻率對經(jīng)所述混疊濾波器處理后的電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列，經(jīng)預(yù)設(shè)采樣時(shí)間后，利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理，得到滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓。
[0032]優(yōu)選的，所述裝置還包括:與所述采樣計(jì)算電路連接，當(dāng)所述隔離放大電路的輸出電壓超出所述采樣計(jì)算電路的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍時(shí)，輸出報(bào)警信息的報(bào)警裝置。
[0033]優(yōu)選的，當(dāng)所述預(yù)存的哈明窗濾波算法為256階哈明窗FIR濾波算法時(shí)，所述裝置還包括:與所述采樣計(jì)算電路連接，通過仿真生成256階哈明窗系統(tǒng)的仿真電路。
[0034]優(yōu)選的，所述檢測選擇電路包括多個(gè)檢測選擇支路，且所述檢測選擇支路的數(shù)量比所述待測電池組的單體電池?cái)?shù)量多一個(gè)，其中，所述單體電池兩端分別連接一個(gè)所述檢測選擇支路，且每一個(gè)所述檢測選擇支路均包括一個(gè)限流電阻，以及與所述限流電阻連接的電子開關(guān)。
[0035]由此可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┝艘环N串模干擾抑制方法及裝置，其用于對電池測試系統(tǒng)中的串模干擾進(jìn)行抑制，以保證電池測試準(zhǔn)確度和響應(yīng)速度，具體的，本發(fā)明通過在電池組的檢測選擇電路與隔離放大電路之間設(shè)置阻值較小的取樣電阻，使得該隔離放大電路的輸出電壓在采樣計(jì)算電路的采樣電壓范圍之內(nèi)，從而保證了有用信號疊加上串模干擾(即混合信號)后不會(huì)超過采樣計(jì)算電路的采樣范圍，從源頭上為預(yù)存的哈明窗濾波算法的有效濾波奠定了基礎(chǔ)，提高了哈明窗濾波算法對抑制串模干擾信號的可靠性；本發(fā)明通過在采樣計(jì)算電路前端設(shè)置了抗混疊濾波電路，保證了交流采樣技術(shù)的有效實(shí)施，且由于采用哈明窗濾波算法來對獲得到采樣信號序列進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到了 40Hz以上的串模干擾抑制比不小于50dB的要求，有效提高了產(chǎn)品的串模干擾抑制能力，且減少了系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，從而提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本發(fā)明一種串模干擾抑制方法實(shí)施例的流程示意圖；
[0038]圖2為本發(fā)明一種串模干擾抑制裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3為本發(fā)明另一種串模干擾抑制方法實(shí)施例的流程示意圖；
[0040]圖4為本發(fā)明另一種串模干擾抑制方法的仿真曲線示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0041]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0042]本申請?zhí)峁┝艘环N串模干擾抑制方法及裝置，其用于對電池測試系統(tǒng)中的串模干擾進(jìn)行抑制，以保證電池測試準(zhǔn)確度和響應(yīng)時(shí)間，具體的，本發(fā)明通過在電池組的檢測選擇電路與隔離放大電路之間設(shè)置阻值較小的取樣電阻，使得該隔離放大電路的輸出電壓在采樣計(jì)算電路的采樣電壓范圍之內(nèi)，從而保證了有用信號疊加上串模干擾(即混合信號)后不會(huì)超過采樣計(jì)算電路的采樣范圍，從源頭上為預(yù)存的哈明窗濾波算法的有效濾波奠定了基礎(chǔ)，提高了哈明窗濾波算法對抑制串模干擾信號的可靠性；本發(fā)明通過在采樣計(jì)算電路前端設(shè)置了抗混疊濾波電路，保證了交流采樣技術(shù)的有效實(shí)施，并采用哈明窗濾波算法來對獲得到采樣信號序列進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到了 40Hz以上的串模干擾抑制比不小于50dB的要求，有效提聞了廣品的串1旲干擾抑制能力，且減少了響應(yīng)時(shí)間，從而提聞了系統(tǒng)響應(yīng)速度。
[0043]其中，需要說明的是，本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中可按照GB/T13639-1992《工業(yè)過程測量和控制系統(tǒng)用模擬輸入數(shù)字式指示儀》中的規(guī)定實(shí)施，即串模干擾電壓的頻率與主電源頻率相同，串模干擾電壓為不小于 100mV, SMRR(Series Mode interference Reject1nRat1,串模干擾抑制比)應(yīng)不小于50dB。
[0044]實(shí)施例一:
[0045]參照圖1所示的本發(fā)明一種串模干擾抑制方法實(shí)施例的流程示意圖，該方法應(yīng)用于電池測試系統(tǒng)中的串模干擾抑制裝置，如圖2所示的串模干擾抑制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置可以包括依次連接的取樣電阻RS、隔離放大電路210、抗混疊濾波器220和采樣計(jì)算電路230，其中，該取樣電阻RS使所述隔離放大電路210的輸出電壓在所述采樣計(jì)算電路230的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍內(nèi)，則本實(shí)施例的串模干擾抑制方法可以包括以下步驟:
[0046]步驟S110:控制待測電池組中的任意一路單體電池導(dǎo)通；
[0047]如圖2所示，電池測試系統(tǒng)中的電池組通常包括多個(gè)單體電池，如包含有24路單體電池的電池組，包含有48路單體電池的電池組等等，其中，在每個(gè)單體電池兩端均連接有一個(gè)檢測選擇支路，且該檢測選擇支路由一個(gè)限流電阻RP和一個(gè)電子開關(guān)K串聯(lián)溝構(gòu)成，通過閉合單體電池兩端的檢測選擇支路中的電子開關(guān)K，達(dá)到選通該單體電池的目的。
[0048]步驟S120:獲取經(jīng)隔離放大電路和抗混疊濾波器處理后的單體電池電壓信號。
[0049]在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)選通任一路單體電池后，其輸出單體電池電壓信號將經(jīng)過取樣電阻RS的分壓得到取樣信號，此時(shí)，該取樣信號即為單體電池電壓信號與串模干擾信號疊加而成的混合信號，之后，依次經(jīng)過隔離放大電路的隔離放大處理，以及抗混疊濾波器的抗混疊濾波，從而得到供采樣計(jì)算電路采樣源信號。
[0050]需要說明的是，在現(xiàn)有技術(shù)中該，由于電池組現(xiàn)場干擾情況復(fù)雜，尤其是在電池組充放電時(shí)，串模干擾遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求的100mV，而現(xiàn)有的電池測試系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)未考慮足夠的裕量，導(dǎo)致部分干擾信號超出采樣范圍，信號被削波后，無法再通過平均算法來達(dá)到抑制串模干擾的目的。對此，本發(fā)明在對串模干擾抑制裝置的電路設(shè)計(jì)時(shí)，通過在電池組的檢測選擇電路和隔離放大電路之間選取阻值較小的電阻作為取樣電阻，使單體電池電壓經(jīng)該取樣電阻的分壓得到的取樣信號預(yù)留出足夠的裕量，從而保證隔離放大電路的輸出電壓即圖2中的A點(diǎn)電壓不超出采樣計(jì)算電路的有效采樣電壓范圍，為后續(xù)濾波算法的有效濾波奠定基礎(chǔ)。
[0051]可選的，在完成步驟S120且執(zhí)行步驟S130之前，本發(fā)明還可以將所獲取的隔離放大電路的輸出電壓與采樣計(jì)算電路的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍進(jìn)行比較，并在該隔離放大電路的輸出電壓超出所述預(yù)設(shè)采樣電壓范圍時(shí)，輸出報(bào)警信息，以提醒用戶調(diào)整取樣電阻的阻值。
[0052]其中，關(guān)于對取樣電阻的阻值的調(diào)整可通過試驗(yàn)確定，或根據(jù)工作人員的經(jīng)驗(yàn)確定等等，本發(fā)明對此不作具體限定。
[0053]步驟S130:在預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)，按照預(yù)設(shè)采樣頻率對單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列。
[0054]在本實(shí)施例中，本發(fā)明利用交流采樣技術(shù)原理，采用多周期采樣數(shù)據(jù)加哈明窗的FIR濾波方案，使得單體電池的測試的響應(yīng)時(shí)間小于100ms，從而大大提高了電池測試效率。
[0055]具體的，本發(fā)明實(shí)施例可采用哈明窗濾波算法以50Hz采樣四周期，在每個(gè)采樣周期內(nèi)，按照3.2KHz采樣頻率對單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到包含有64個(gè)采樣點(diǎn)的原始采樣序列，完成四個(gè)采樣周期的采樣后，進(jìn)入步驟S130繼續(xù)執(zhí)行。
[0056]可選的，為了確保采樣計(jì)算電路完成了四個(gè)采樣周期的采樣，本發(fā)明可在步驟S130后，進(jìn)一步判斷是否對單體電池電壓信號完成四個(gè)采樣周期的采樣，若否，則返回步驟S130繼續(xù)執(zhí)行，若是，則進(jìn)入后續(xù)流程。
[0057]當(dāng)然，當(dāng)判斷出未完成四個(gè)采樣周期的采樣時(shí)，裝置還可以輸出采樣未完成的提示信息，其中，對于該提示信息的提醒方式，本發(fā)明不作具體限定。
[0058]步驟S140:利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理，確定滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓。
[0059]在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)采樣計(jì)算電路得到所需的原始采樣電壓序列后，可對該原始采樣序列以及預(yù)存的哈明窗濾波算法的系數(shù)進(jìn)行乘積運(yùn)算，得到濾波后的信號序列值，再對所得到的所有濾波后的信號序列值求和，得到濾波后的信號序列總值后，將該濾波后的信號序列總值除以哈明窗濾波算法中哈明窗的階數(shù)，從而得到滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓，之后，即可更換另一路電池導(dǎo)通，并返回步驟S110繼續(xù)執(zhí)行。
[0060]其中，該預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求為SMRR(Series Mode interference Reject1nRat1,串模干擾抑制比)不小于50dB (單位:分貝)。
[0061]可選的，預(yù)設(shè)的哈明窗濾波算法可以為256階哈明窗FIR濾波算法，此時(shí)，哈明窗濾波算法的系數(shù)即為256階哈明窗系數(shù)，需要說明的是，對于哈明窗濾波算法并不限于256階哈明窗FIR濾波算法這一種算法，只要不是本領(lǐng)域技術(shù)人員付出創(chuàng)造性勞動(dòng)確定的，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。
[0062]基于上述分析得知，本發(fā)明采用阻值較小的電阻作為取樣電阻，為取樣信號預(yù)留出充足的裕量，保證采樣計(jì)算電路輸入端的電壓信號在其采樣電壓范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對取樣信號中所有串模干擾信號的采樣，從而提高了抑制串模干擾的可靠性；而且，為了有效利用交流采樣技術(shù)，本發(fā)明在采樣計(jì)算電路輸入端設(shè)置了簡單且成本較低的抗混疊濾波器，另外，本發(fā)明采用多周期采樣數(shù)據(jù)加哈明窗濾波算法對原始采樣序列，使單體電池測試的響應(yīng)時(shí)間小于100ms，大大提高了測試效率，且使40Hz以上的串模干擾抑制比不小于50dB，有效提聞了廣品的串I旲干擾能力。
[0063]實(shí)施例二:
[0064]參照圖3所示的本發(fā)明另一種串模干擾抑制方法實(shí)施例的流程示意圖，該方法應(yīng)用于電池測試系統(tǒng)中的串模干擾抑制裝置，如上圖2所示的串模干擾抑制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置可以包括:依次連接的檢測選擇電路210、取樣電阻RS、隔離放大電路220、抗混疊濾波器230和采樣計(jì)算電路240，其中，該取樣電阻RS使所述隔離放大電路220的輸出電壓在所述采樣計(jì)算電路240的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍內(nèi)，則本實(shí)施例的串模干擾抑制方法可以包括以下步驟:
[0065]步驟S310:控制待測電池組中的任意一路單體電池導(dǎo)通。
[0066]步驟S320:獲取經(jīng)隔離放大電路和抗混疊濾波器處理后的單體電池電壓信號。
[0067]步驟S330:在每個(gè)采樣周期內(nèi)，按照3.2KHz采樣頻率對單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到包含有64個(gè)采樣點(diǎn)的原始采樣序列。
[0068]步驟S340:判斷是否對單體電池電壓信號完成四個(gè)采樣周期的采樣，若否，返回步驟S330繼續(xù)執(zhí)行；若是，進(jìn)入步驟S350執(zhí)行。
[0069]步驟S350:對所得到的原始采樣序列以及預(yù)存的256階哈明窗FIR濾波算法中256階哈明窗的系數(shù)進(jìn)行乘積運(yùn)算，得到濾波后的信號序列值。
[0070]本實(shí)施例中，當(dāng)可將步驟S330中得到的原始采樣序列依次點(diǎn)乘256階哈明窗的系數(shù)，從而得到濾波后的信號序列值。
[0071]其中，需要說明的是，本發(fā)明對所用哈明窗濾波算法的具體階數(shù)不作具體限定，該濾波算法使的單體電池測試的響應(yīng)時(shí)間小于100ms，對于包含有24路單體電池的電池組，大大提高了其測試效率。
[0072]步驟S360:對所得到的所有濾波后的信號序列值求和，得到濾波后的信號序列總值。
[0073]步驟S370:將所濾波后的信號序列總值除以256，得到滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓。
[0074]可選的，為了確定本發(fā)明串模干擾抑制方法的效果，本發(fā)明實(shí)施例還可以利用仿真工具(如Matlab)對本發(fā)明的串模干擾抑制方法進(jìn)行仿真。具體的，以對2V單體電池輸出電壓采樣為例，對該單體電池輸出電壓(即有用信號)疊加峰值為IV的串模干擾電壓進(jìn)行仿真，其中，疊加后的電壓信號為:x(i) = 2000+1000*sin (2*pi*f (j) * (i) /3200),其中，i為電壓信號的采樣點(diǎn)數(shù)1到256 ；j為頻率點(diǎn)，從1Hz遞增到286Hz為止，Y(幅值)中心點(diǎn)為2000mV，在對疊加后的電壓信號完成多周期的采樣后，對所得原始采樣序列進(jìn)行四周期哈明窗濾波，得到滿足實(shí)際要求的電池電壓，如圖4所示的仿真波形圖。
[0075]由圖4可直接得知，在電池測試實(shí)際應(yīng)用中，采用本發(fā)明的串模干擾抑制方式得到的實(shí)際測試結(jié)果與仿真結(jié)果相當(dāng)，實(shí)現(xiàn)了對40Hz以上的串模干擾抑制比不小于50dB的要求，滿足了電池監(jiān)測系統(tǒng)的要求。
[0076]基于上述分析可知，本發(fā)明提供的串模干擾抑制方法不僅縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，而且，通過小阻值的取樣電阻以及對隔離放大后的信號的抗混疊濾波處理，保證了處理后的電壓信號在預(yù)設(shè)的采樣電壓范圍之內(nèi)，為交流采樣技術(shù)的實(shí)現(xiàn)奠定了可靠基礎(chǔ)，從而保證了電池測試系統(tǒng)的測試效率和準(zhǔn)確度。
[0077]實(shí)施例三:
[0078]結(jié)合圖2所示的本發(fā)明一種串模干擾抑制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置應(yīng)用于電池測試系統(tǒng)，該裝置可以包括:檢測選擇電路210，取樣電阻RS、隔離放大電路220、抗混疊濾波器230和采樣計(jì)算電路240，其中:
[0079]所述檢測選擇電路210與待測電池組輸出端連接，控制所述待測電池組中的任意一路單體電池導(dǎo)通。
[0080]可選的，檢測選擇電路210包括多個(gè)檢測選擇支路，且檢測選擇支路的數(shù)量比所述待測電池組的單體電池?cái)?shù)量多一個(gè)，其中，所述單體電池兩端分別連接一個(gè)所述檢測選擇支路，且每一個(gè)所述檢測選擇支路均包括一個(gè)限流電阻RP，以及與所述限流電阻RP連接的電子開關(guān)K。
[0081]取樣電阻RS分別與檢測選擇電路210輸出端和隔離放大電路220連接，控制隔離放大電路220的輸出電壓在采樣計(jì)算電路230的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍內(nèi)。
[0082]由此可見，本發(fā)明實(shí)施例從硬件上為取樣信號預(yù)留出了充足的裕量，為后續(xù)濾波算法的可靠濾波奠定了基礎(chǔ)。
[0083]抗混疊濾波器230輸入端與隔離放大電路220輸出端連接，對隔離放大電路220的輸出電壓進(jìn)行抗混疊濾波，交流采樣技術(shù)的實(shí)現(xiàn)奠定了一定基礎(chǔ)。
[0084]采樣計(jì)算電路240的采樣端口與所述混疊濾波器230輸出端連接，按照預(yù)設(shè)采樣頻率對經(jīng)所述混疊濾波器230處理后的電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列，經(jīng)預(yù)設(shè)采樣時(shí)間后，利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理，得到滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓。
[0085]在本實(shí)施例中，該采樣計(jì)算電路240可以為單片機(jī)，但并不限于此，且該采樣計(jì)算電路240對濾波后的電壓信號的采集以及串模干擾抑制過程可參見上述方法實(shí)施例的對應(yīng)部分，本發(fā)明在此不再贅述。
[0086]可選的，該裝置還可以包括:與采樣計(jì)算電路240連接，當(dāng)所述隔離放大電路220的輸出電壓超出所述采樣計(jì)算電路240的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍時(shí)，輸出報(bào)警信息的報(bào)警裝置，以提醒用戶將該裝置中的取樣電阻RS替換成更小阻值得電阻。
[0087]其中，該報(bào)警裝置可以為指示燈、蜂鳴器或語音模塊等等，本發(fā)明對此不作具體限定。
[0088]另外，當(dāng)預(yù)存的哈明窗濾波算法為256階哈明窗FIR濾波算法時(shí)，本實(shí)施例的串模干擾抑制裝置還可以包括:與采樣計(jì)算電路240連接，通過仿真生成256階哈明窗系統(tǒng)的仿真電路，具體仿真過程可參照上述實(shí)施例二中對應(yīng)部分的描述，本發(fā)明在此不再詳述。
[0089]需要說明的是，關(guān)于上述各實(shí)施例中，諸如第一、第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)操作或電路與另一個(gè)操作或電路區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些電路或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。
[0090]本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。
[0091]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種串模干擾抑制方法，其特征在于，應(yīng)用于電池測試系統(tǒng)中的串模干擾抑制裝置，所述裝置包括依次連接的檢測選擇電路、取樣電阻，隔離放大電路、抗混疊濾波器和采樣計(jì)算電路，其中，所述取樣電阻使所述隔離放大電路的輸出電壓在所述采樣計(jì)算電路的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍內(nèi)，則所述方法包括: 控制所述待測電池組中的任意一路單體電池導(dǎo)通； 電池組獲取經(jīng)所述隔離放大電路和所述抗混疊濾波器處理后的單體電池電壓信號； 在預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)，按照預(yù)設(shè)采樣頻率對所述單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列； 利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理，確定滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述預(yù)設(shè)采樣周期為四個(gè)采樣周期時(shí)，所述按照預(yù)設(shè)采樣頻率對所述單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列包括: 在每個(gè)采樣周期內(nèi)，按照3.2KHz采樣頻率對所述單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到包含有64個(gè)采樣點(diǎn)的原始采樣序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在得到原始采樣序列之后，且在利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理之前，所述方法還包括: 判斷是否對所述單體電池電壓信號完成四個(gè)采樣周期的采樣； 如果否，返回所述按照預(yù)設(shè)采樣頻率對所述單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列步驟繼續(xù)執(zhí)行； 如果是，執(zhí)行所述利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理，確定滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理，確定滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓包括: 對所得到的原始采樣序列以及預(yù)存的哈明窗濾波算法的系數(shù)進(jìn)行乘積運(yùn)算，得到濾波后的信號序列值； 對所得到的所有濾波后的信號序列值求和，得到濾波后的信號序列總值； 將所述濾波后的信號序列總值除以所述哈明窗濾波算法中哈明窗的階數(shù)，得到滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述預(yù)存的哈明窗濾波算法為256階哈明窗FIR濾波算法，則所述系數(shù)為所述256階哈明窗系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述按照預(yù)設(shè)采樣頻率對所述單體電池電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列之前，所述方法還包括: 將所獲取的所述隔離放大電路的輸出電壓與所述采樣計(jì)算電路的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍進(jìn)行比較； 當(dāng)所述隔離放大電路的輸出電壓超出所述預(yù)設(shè)采樣電壓范圍時(shí)，輸出報(bào)警信息，以提醒用戶調(diào)整所述取樣電阻的阻值。
7.一種串模干擾抑制裝置，應(yīng)用于電池測試系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置包括:檢測選擇電路，取樣電阻，隔離放大電路、抗混疊濾波器和采樣計(jì)算電路，其中: 所述檢測選擇電路與待測電池組輸出端連接，控制所述待測電池組中的任意一路單體電池導(dǎo)通； 所述取樣電阻分別與所述檢測選擇電路的輸出端和所述隔離放大電路連接，控制所述隔離放大電路的輸出電壓在所述采樣計(jì)算電路的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍內(nèi)； 所述抗混疊濾波器輸入端與所述隔離放大電路輸出端連接，對所述隔離放大電路的輸出電壓進(jìn)行抗混疊濾波； 所述采樣計(jì)算電路的采樣端口與所述混疊濾波器輸出端連接，按照預(yù)設(shè)采樣頻率對經(jīng)所述混疊濾波器處理后的電壓信號進(jìn)行采樣，得到原始采樣序列，經(jīng)預(yù)設(shè)采樣時(shí)間后，利用預(yù)存的哈明窗濾波算法對所述預(yù)設(shè)采樣時(shí)間內(nèi)得到的所有原始采樣序列進(jìn)行處理，得到滿足預(yù)設(shè)串模干擾抑制比要求的電池電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:與所述采樣計(jì)算電路連接，當(dāng)所述隔離放大電路的輸出電壓超出所述采樣計(jì)算電路的預(yù)設(shè)采樣電壓范圍時(shí)，輸出報(bào)警信息的報(bào)警裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述預(yù)存的哈明窗濾波算法為256階哈明窗FIR濾波算法時(shí)，所述裝置還包括:與所述采樣計(jì)算電路連接，通過仿真生成256階哈明窗系統(tǒng)的仿真電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述檢測選擇電路包括多個(gè)檢測選擇支路，且所述檢測選擇支路的數(shù)量比所述待測電池組的單體電池?cái)?shù)量多一個(gè)，其中，所述單體電池兩端分別連接一個(gè)所述檢測選擇支路，且每一個(gè)所述檢測選擇支路均包括一個(gè)限流電阻，以及與所述限流電阻連接的電子開關(guān)。
【文檔編號】G01R31/36GK104330742SQ201410635976
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】劉萬山, 唐小平, 肖婉, 張宇光, 楊春宇, 周梟, 陳柯源 申請人:綿陽市維博電子有限責(zé)任公司