本發(fā)明涉及一種電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置，特別是涉及一種電參量計量過程中的自適應(yīng)噪聲功率估計裝置。

背景技術(shù)：

伴隨電網(wǎng)智能化的快速發(fā)展和普及，處于智能電網(wǎng)終端電量計量也提出了越來越高的要求，除了不斷增強的通信、信息處理和豐富應(yīng)用能力，作為其基礎(chǔ)功能，智能化對電參量計量的首要影響就是計量精度或性能的大幅提升，如在萬分之一的信號動態(tài)范圍內(nèi)實現(xiàn)千分之一的計量精度已經(jīng)成為現(xiàn)實，這也成為目前眾多廠家競相逐鹿的一個焦點。計量性能的提升是一個系統(tǒng)性工程，橫跨模擬電路、數(shù)字電路設(shè)計和數(shù)據(jù)信息軟處理。提高模擬采樣電路的精度可從根源影響并提升電路的輸出性能，但也會帶來電路結(jié)構(gòu)和設(shè)計的較大變化，如基于sigma-delta調(diào)制器模擬adc(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)在傳統(tǒng)電量計量電路中應(yīng)用比較普遍，輸出精度一般在16bit-19bit之間。而計量終端對成本較為敏感，數(shù)字信號處理實現(xiàn)成本較低，在模擬精度提升受限的情況下，將數(shù)字信號處理作為一種輔助的補償方式，成為解決性能問題的關(guān)鍵途徑。傳統(tǒng)數(shù)字補償多通過簡單增益和偏置校正，未考慮信號噪聲的隨機性，其偏差和非線性在小信號計量時表現(xiàn)最為明顯。通過數(shù)字濾波方式從信號本身自適應(yīng)提取噪聲的關(guān)鍵分量，可改善小信號計量性能，但存在信號跟蹤范圍受限的問題，且噪聲估計精度與濾波器帶寬設(shè)計之間存在一定矛盾。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電參量計量過程中噪聲估計方法對信號適應(yīng)能力不足的缺陷，提供一種電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：

本發(fā)明提供了一種電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置，其特點在于，包括波形處理模塊、信號補償模塊及噪聲功率估計模塊；

所述波形處理模塊用于采樣模擬信號，并將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號并輸出至所述噪聲功率估計模塊；

所述噪聲功率估計模塊用于將所述第一數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號并輸出至所述信號補償模塊；

所述信號補償模塊用于對所述第二數(shù)字信號中的信號分量進行同步跟蹤和反相補償，以生成第三數(shù)字信號并輸出至所述噪聲功率估計模塊；

所述噪聲功率估計模塊還用于根據(jù)所述第三數(shù)字信號估計計量噪聲的平均功率。

較佳地，所述波形處理模塊包括依次連接的增益放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、高通濾波器及增益補償器；

所述增益放大器用于將所述模擬信號縮放至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的線性工作區(qū)間，并輸出至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為第一精度數(shù)字信號，并將所述第一精度數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為精度更高的第二精度數(shù)字信號后輸出至所述高通濾波器；

所述高通濾波器用于濾除所述第二精度數(shù)字信號中的直流分量后輸出至所述增益補償器；

所述增益補償器用于對所述第二精度數(shù)字信號進行全局增益校正，并生成所述第一數(shù)字信號。

較佳地，所述模擬信號包括模擬電流信號及模擬電壓信號，所述第一數(shù)字信號包括第一數(shù)字電流信號及第一數(shù)字電壓信號。

較佳地，所述噪聲功率估計模塊包括低通濾波器及信號抽取器；

所述低通濾波器用于濾除所述第一數(shù)字信號中的高頻分量，以生成低通濾波信號并輸出至所述信號抽取器；

所述信號抽取器用于按照一采樣周期對所述低通濾波信號進行抽取，并將抽取后的信號作為所述第二數(shù)字信號。

較佳地，所述噪聲功率估計模塊還包括零相位陷波器、噪聲計量乘法器、取直流濾波器及偏置補償器；

所述零相位陷波器用于接收所述第三數(shù)字信號，并去除所述第三數(shù)字信號中的電流信號的工頻信號分量，提取所述電流信號中的噪聲分量并輸出至所述噪聲計量乘法器；

所述噪聲計量乘法器用于對所述電流信號中的噪聲分量與所述信號抽取器抽取的信號中的電壓信號進行運算，以得到噪聲瞬時功率值并輸出至所述取直流濾波器；

所述取直流濾波器用于濾除所述噪聲瞬時功率值中的高頻波動分量，以生成噪聲平均功率值并輸出至所述偏置補償器；

所述偏置補償器用于調(diào)整所述噪聲平均功率值中的直流分量，并將調(diào)整結(jié)果作為計量噪聲的平均功率的最終估計值。

較佳地，所述低通濾波器的截止頻率低于100hz且高于50hz。

較佳地，所述零相位陷波器包括依次連接的第一陷波濾波器、第一緩存器、第一順序反轉(zhuǎn)模塊、第二陷波濾波器、第二緩存器以及第二順序反轉(zhuǎn)模塊；

所述第一陷波濾波器為中心頻率為50hz的陷波器，所述第一緩存器用于對所述第一陷波器的輸出信號進行分段緩存，所述第一順序反轉(zhuǎn)模塊用于將所述第一緩存器中的緩存數(shù)據(jù)的排序反轉(zhuǎn)，并將反轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)輸出至所述第二陷波濾波器；

所述第二陷波濾波器為與所述第一陷波濾波器相同的濾波器，所述第二緩存器用于對所述第二陷波濾波器的輸出信號進行分段緩存，所述第二順序反轉(zhuǎn)模塊用于將所述第二緩存器中的緩存數(shù)據(jù)的排序反轉(zhuǎn)，并將反轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)輸出至所述噪聲計量乘法器。

較佳地，所述信號補償模塊包括參考波形緩存器、過零點同步器、幅值 估計模塊、增益乘法器及反相補償器；

所述參考波形緩存器用于緩存理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)并輸出至所述過零點同步器；

所述過零點同步器用于接收所述第二數(shù)字信號，對所述第二數(shù)字信號檢測過零點，并根據(jù)過零點同步所述理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)并輸出至所述增益乘法器；

所述幅值估計模塊用于對所述第二數(shù)字信號中的信號分量進行幅值估計并將幅值估計值輸出至所述增益乘法器；

所述增益乘法器用于調(diào)整所述理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)的增益，以將所述理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)的增益設(shè)置為所述幅值估計值；

所述反相補償器用于降低所述第二數(shù)字信號中包含的理想信號分量，并將剩余的信號分量作為所述第三數(shù)字信號輸出至所述噪聲功率估計模塊。

較佳地，所述過零點同步器包括過零檢測模塊及數(shù)據(jù)同步模塊；

所述過零檢測模塊用于接收所述第二數(shù)字信號，通過連續(xù)檢測相鄰采樣點的符號判斷過零點位置，并將過零點位置輸出至所述數(shù)據(jù)同步模塊；

所述數(shù)據(jù)同步模塊用于接收所述理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)所述過零點位置，選取長度為工頻周期的整數(shù)倍的理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)，并輸出至所述增益乘法器。

較佳地，所述幅值估計模塊包括峰值檢測模塊及平均值計算模塊；

所述峰值檢測模塊用于接收所述第二數(shù)字信號，并以工頻為周期連續(xù)檢測所述第二數(shù)字信號的波形峰值，并將檢測出的峰值序列輸出至所述平均值計算模塊；

所述平均值計算模塊用于接收所述峰值序列，并在所述峰值序列累加至一固定長度后，計算平均值并將計算結(jié)果作為所述第二數(shù)字信號中信號分量的幅值估計值并輸出至所述增益乘法器。

本發(fā)明的積極進步效果在于：本發(fā)明基于計量噪聲頻譜特性，利用信號本身提取噪聲中的關(guān)鍵分量，并用來估計噪聲平均功率，通過信號波形的自 適應(yīng)估計和補償，降低噪聲功率估計對信號強度的依賴，改進噪聲功率估計的精度，噪聲功率估計具有自適應(yīng)特征，利用本發(fā)明的噪聲功率估計裝置可以改善小信號計量性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的較佳實施例的電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的較佳實施例的電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置的波形處理模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的較佳實施例的電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置的信號補償模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明的較佳實施例的電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置的信號補償模塊的過零點同步器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明的較佳實施例的電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置的信號補償模塊的幅值估計模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的較佳實施例的電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置的噪聲功率估計模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明的較佳實施例的電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置的噪聲功率估計模塊的零相位陷波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。

如圖1-7所示，本發(fā)明的電參量計量過程中的噪聲功率估計裝置包括波形處理模塊1、信號補償模塊2以及噪聲功率估計模塊3；

所述波形處理模塊1用于采樣模擬信號，并將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號并輸出至所述噪聲功率估計模塊3；

所述噪聲功率估計模塊3用于將所述第一數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號并輸出至所述信號補償模塊2；

所述信號補償模塊2用于對所述第二數(shù)字信號中的信號分量進行同步跟蹤和反相補償，以生成第三數(shù)字信號并輸出至所述噪聲功率估計模塊3；

所述噪聲功率估計模塊3還用于根據(jù)所述第三數(shù)字信號估計計量噪聲的平均功率。

其中，所述波形處理模塊1可以分為電流信號通道和電壓信號通道，分別接收模擬電流信號和模擬電壓信號作為模擬信號輸入(即所述模擬信號可具體包括模擬電流信號和模擬電壓信號)，對應(yīng)的，所述第一數(shù)字信號也包括第一數(shù)字電流信號和第一數(shù)字電壓信號，電流信號通道和電壓信號通道均包括依次連接的增益放大器11、模數(shù)轉(zhuǎn)換器12、高通濾波器13及增益補償器14；

所述增益放大器11用于將所述模擬信號縮放至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器12的線性工作區(qū)間，并輸出至所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器12；

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器12用于將所述模擬信號轉(zhuǎn)換為第一精度數(shù)字信號，并將所述第一精度數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為精度更高的第二精度數(shù)字信號后輸出至所述高通濾波器13；

具體地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器12可以包括順序連接的sigma-delta調(diào)制器和數(shù)字抽取濾波器，所述模擬信號會首先被輸出至所述sigma-delta調(diào)制器，以轉(zhuǎn)換為1bit低精度串行數(shù)字信號(即所述第一精度數(shù)字信號)，在本實施例中所述sigma-delta調(diào)制器的階次選擇二階，并將轉(zhuǎn)換后的第一精度數(shù)字信號輸出至所述數(shù)字抽取濾波器，以生成精度更高的第二精度數(shù)字信號，本實施例中選擇三階sinc濾波器作為所述數(shù)字抽取濾波器，所述數(shù)字抽取濾波器會將所述第二精度數(shù)字信號輸出至所述高通濾波器13。

所述高通濾波器13用于濾除所述第二精度數(shù)字信號中的直流分量后輸出至所述增益補償器14；本實施例中所述高通濾波器13的截止頻率選擇為1-2hz，經(jīng)過濾波，可以去除所述第二精度數(shù)字信號中的直流分量。

所述增益補償器14用于對所述第二精度數(shù)字信號進行全局增益校正，并生成所述第一數(shù)字信號。

在本實施例中，所述波形處理模塊1中的電流信號通道和電壓信號通道各模塊的參數(shù)設(shè)計均完全相同，以保證兩個通道之間的對稱性。

所述噪聲功率估計模塊3包括低通濾波器31、信號抽取器32、零相位陷波器33、噪聲計量乘法器34、取直流濾波器35及偏置補償器36；

所述噪聲功率估計模塊3與所述波形處理模塊1及所述信號補償模塊2相互連接，接收來自所述波形處理模塊1的第一數(shù)字電流信號和第一數(shù)字電壓信號，并將第一數(shù)字電流信號轉(zhuǎn)換為第二數(shù)字信號輸出至信號補償模塊2，并接收來自信號補償模塊2的第三數(shù)字信號，進行噪聲功率的估計。具體地，所述波形處理模塊1生成的信號中噪聲頻譜分布在低于轉(zhuǎn)角頻率時主要由反比于頻率的1/f(f表示頻率)閃爍噪聲構(gòu)成，所述噪聲功率估計模塊利用這個特點，將低頻噪聲作為噪聲中的關(guān)鍵分量加以提取，同時為避免工頻諧波信號造成干擾，通過所述低通濾波器31限制接收到的第一數(shù)字電流信號中的高頻分量，在本實施例中所述低通濾波器31的截止頻率應(yīng)當?shù)陀?00hz且高于工頻50hz，優(yōu)選地，本實施例中設(shè)置為95hz，并且將濾波后的信號輸出至所述信號抽取器32進行數(shù)據(jù)降速處理。

所述低通濾波器31用于濾除所述第一數(shù)字信號(具體為第一數(shù)字電流信號)中的高頻分量，以生成低通濾波信號并輸出至所述信號抽取器32；

所述信號抽取器32用于按照一采樣周期對所述低通濾波信號進行抽取，并將抽取后的電流信號作為所述第二數(shù)字信號。所述信號抽取器32對所述低通濾波信號每隔d(d為2的整數(shù)次冪)個采樣點進行一次抽取(即所述信號抽取器為d倍抽取器)，優(yōu)選地，抽取倍數(shù)d滿足抽取后的速率大于工頻50hz的三倍。

所述零相位陷波器33用于接收來自信號補償模塊2的所述第三數(shù)字信號，并去除所述第三數(shù)字信號中的電流信號的工頻信號分量，剩余的則作為噪聲的關(guān)鍵分量，即所述噪聲分量，為此，所述零相位陷波器33的中心頻 率設(shè)置為工頻50hz，為了減少工頻附近噪聲分量的丟失，所述零相位陷波器33的帶寬設(shè)計應(yīng)盡可能小，理想情況下趨近于0hz，本實施例中帶寬選擇為0.05hz；所述零相位陷波器33將提取所述電流信號中的噪聲分量(即噪聲的關(guān)鍵分量)并輸出至所述噪聲計量乘法器34；

由于第三數(shù)字信號經(jīng)過理想工頻同步信號反相補償，其中殘留的工頻信號強度大幅減小，這使得小衰減增益陷波器設(shè)計成為可能，也避免了傳統(tǒng)陷波器的設(shè)計依賴于輸入信號所含工頻分量強度的限制，低增益也使得工頻附近的噪聲分量衰減減小，進一步提高了噪聲功率估計的精度；在小信號計量情況下，強度較大的工頻電壓信號與電流信號中處于工頻附近的噪聲信號相乘產(chǎn)生的噪聲功率占比較大，普通陷波器的非線性相位特性會導(dǎo)致噪聲功率估計產(chǎn)生顯著失真，所述零相位陷波器33在去除工頻分量同時保持噪聲分量的相位關(guān)系不變，避免相位失真；所述零相位陷波器33輸出作為第三數(shù)字電流信號中噪聲關(guān)鍵分量的估計值至相連接的噪聲計量乘法器34。

所述零相位陷波器33包括依次連接的第一陷波濾波器331、第一緩存器332、第一順序反轉(zhuǎn)模塊333、第二陷波濾波器334、第二緩存器335以及第二順序反轉(zhuǎn)模塊336；

所述第一陷波濾波器331為中心頻率為工頻50hz的陷波器，優(yōu)選地，3db帶寬趨近于0hz，所述第一緩存器332用于對所述第一陷波濾波器331的輸出信號進行分段緩存，優(yōu)選地，緩存空間容量設(shè)置為工頻周期采樣點個數(shù)的整數(shù)倍，所述第一順序反轉(zhuǎn)模塊333用于將所述第一緩存器332中的緩存數(shù)據(jù)的排序反轉(zhuǎn)，并將反轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)輸出至所述第二陷波濾波器334；

所述第二陷波濾波器334為中心頻率為工頻50hz的濾波器，所述第二陷波濾波器334與所述第一陷波濾波器331完全相同，所述第二緩存器335用于對所述第二陷波濾波器334的輸出信號進行分段緩存，緩存空間的大小與所述第一緩存器332完全相同，所述第二順序反轉(zhuǎn)模塊336用于將所述第二緩存器335中的緩存數(shù)據(jù)的排序反轉(zhuǎn)，并將反轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù)輸出至所述噪聲計量乘法器34。

這樣，所述噪聲計量乘法器34連接的一個輸入信號即為第一數(shù)字電流信號經(jīng)過所述低通濾波器31、所述信號抽取器32的處理后生成的第二數(shù)字信號再經(jīng)過所述信號補償模塊2的反相補償后生成的第三數(shù)字信號(即第三數(shù)字電流信號)經(jīng)過所述零相位陷波器33處理后所產(chǎn)生的電流信號中的噪聲分量；所述噪聲計量乘法器34連接的另一個輸入信號為第一數(shù)字電壓信號經(jīng)過所述低通濾波器31和所述信號抽取器32后所產(chǎn)生的電壓信號，其中，所述第一低通濾波器31用于限制輸入的第一數(shù)字電壓信號中的高頻分量，其截止頻率與處理第一數(shù)字電流信號的第一低通濾波器相同，所述信號抽取器32同樣進行數(shù)據(jù)降速處理，其抽取倍數(shù)也與處理第一數(shù)字電流信號的信號抽取器相同；小信號計量時電流通道的工頻信號很小，與電壓通道噪聲相乘產(chǎn)生的噪聲功率占比較小，第一數(shù)字電壓信號經(jīng)過所述信號抽取器32的處理后不再經(jīng)過零相位陷波器的處理而直接輸出至所述噪聲計量乘法器34，并與提取的第三數(shù)字電流信號中的噪聲分量相乘得到噪聲瞬時功率估計值。

所述噪聲計量乘法器34用于對所述電流信號(即所述第三數(shù)字電流信號)中的噪聲分量與所述信號抽取器抽取的信號中的電壓信號進行運算，以得到噪聲瞬時功率值并輸出至所述取直流濾波器35；

所述取直流濾波器35用于濾除所述噪聲瞬時功率值中的高頻波動分量，以生成噪聲平均功率值并輸出至所述偏置補償器36；所述取直流濾波器35優(yōu)選為一低通濾波器，優(yōu)選地，本實施例中所述取直流濾波器35的截止頻率選擇為1-2hz。

所述偏置補償器36用于調(diào)整所述噪聲平均功率值中的直流分量，并將調(diào)整結(jié)果作為計量噪聲的平均功率的最終估計值并輸出。

所述信號補償模塊2用于接收所述噪聲功率估計模塊3輸出的第二數(shù)字信號(電流信號)，利用信號擬合的方法同步跟蹤、反相補償?shù)诙?shù)字信號中包含的工頻信號，降低工頻信號的含量，并將補償結(jié)果作為第三數(shù)字信號(電流信號)反饋輸出至所述噪聲功率估計模塊3。所述信號補償模塊2包括參考波形緩存器21、過零點同步器22、幅值估計模塊23、增益乘法器24 及反相補償器25；

其中，所述參考波形緩存器21用于緩存理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)并輸出至所述過零點同步器22；在本實施例中將幅值為單位幅值1、頻率為工頻50hz、初始相位為0的理想正弦波，按照所述噪聲功率估計模塊3中的信號抽取器輸出的采樣率采樣后的數(shù)據(jù)，截取整數(shù)周期后，作為參考波形預(yù)先存儲至所述參考波形緩存器21，本實施例中截取周期個數(shù)選擇為3個周期為例，并將緩存數(shù)據(jù)輸出至所述過零點同步器22；

所述過零點同步器用于接收所述第二數(shù)字信號，對所述第二數(shù)字信號檢測過零點，并根據(jù)過零點同步所述理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)并輸出至所述增益乘法器24；

具體地，所述過零點同步器22包括過零檢測模塊221及數(shù)據(jù)同步模塊222；

所述過零檢測模塊221用于接收所述第二數(shù)字信號，通過連續(xù)檢測相鄰采樣點的符號判斷過零點位置，過零方向可選擇正向過零或反向過零，本實施例選擇相鄰3個采樣數(shù)據(jù)、正向過零的判斷規(guī)則，為了提高檢測的準確性可以增加檢測數(shù)據(jù)點個數(shù)，過零信息(包括過零點位置)被輸出至所述數(shù)據(jù)同步模塊222，用于同步來自參考波形緩存器21的理想波形的相位關(guān)系；

所述數(shù)據(jù)同步模塊222用于接收所述理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)所述過零點位置，選取長度為工頻周期的整數(shù)倍的理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)，并輸出至所述增益乘法器24。

其中，所述數(shù)據(jù)同步模塊222根據(jù)過零信息動態(tài)選擇理想波形數(shù)據(jù)輸出的起止位置，由有限長度的理想波形采樣數(shù)據(jù)生成連續(xù)傳輸?shù)睦硐氩ㄐ尾蓸訑?shù)據(jù)，并輸出至所述增益乘法器24。

所述幅值估計模塊23用于對所述第二數(shù)字信號中的信號分量進行幅值估計并將幅值估計值輸出至所述增益乘法器；

具體地，所述幅值估計模塊23包括峰值檢測模塊231及平均值計算模塊232；

所述峰值檢測模塊231用于接收所述第二數(shù)字信號，并以工頻為周期連續(xù)檢測所述第二數(shù)字信號的波形峰值，并將檢測出的峰值序列輸出至所述平均值計算模塊232；在本實施例中，所述峰值檢測模塊231接收來自所述噪聲功率估計模塊3輸出的第二數(shù)字信號，以工頻50hz作為周期，連續(xù)檢測每個周期中的信號峰值，并將檢測出的峰值序列輸出至所述平均值計算模塊232；

所述平均值計算模塊232用于接收所述峰值序列，并在所述峰值序列累加至一固定長度后(即累加到一定的峰值數(shù)量后)，計算峰值平均值并將計算結(jié)果作為所述第二數(shù)字信號中信號分量的幅值估計值并輸出至所述增益乘法器24。在峰值點數(shù)足夠多的情況下，將得到相對穩(wěn)定和精確的幅值估計，本實施例中選擇峰值點數(shù)20個為例。

所述增益乘法器24用于調(diào)整所述理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)的增益，以將所述理想工頻同步信號采樣數(shù)據(jù)的增益設(shè)置為所述幅值估計值；

所述增益乘法器24根據(jù)幅值估計提供的增益信息通過乘法運算調(diào)整理想波形采樣數(shù)據(jù)幅值，生成理想的工頻跟蹤信號，并輸出至所述反相補償器25。

所述反相補償器25用于降低所述第二數(shù)字信號中包含的理想信號分量，并將剩余的信號分量作為所述第三數(shù)字信號輸出至所述噪聲功率估計模塊3。其中，所述反相補償器25包含一減法器，利用理想的工頻跟蹤信號作為減數(shù)來降低來自所述噪聲功率估計模塊3的第二數(shù)字信號的工頻分量的含量，并將計算結(jié)果作為第三數(shù)字信號輸出至所述噪聲功率估計模塊3。

理想情況下，信號補償模塊2提供的跟蹤信號精確跟蹤第二數(shù)字信號中的工頻分量，第三數(shù)字信號中將僅包含噪聲分量，信號補償結(jié)果相當于帶寬為0hz的理想工頻陷波器，實際由于存在信號跟蹤誤差，第三數(shù)字信號中將殘余少量的工頻信號分量，在反饋至噪聲功率估計模塊3后可通過零相位陷波器濾除，由于殘留工頻分量幅值較小，設(shè)計小衰減增益陷波器成為可能，小增益也使得工頻附近的噪聲分量衰減減小，進一步提高噪聲功率估計的精 度，同時，工頻信號分量的自適應(yīng)跟蹤和反相補償，也避免了傳統(tǒng)陷波器的設(shè)計依賴于輸入信號所含工頻分量強度的限制。

綜上所述，利用本發(fā)明提供的電參量計量過程中自適應(yīng)噪聲功率估計裝置，通過工頻信號分量的自適應(yīng)跟蹤和反相補償，可實現(xiàn)噪聲中的關(guān)鍵分量提取和噪聲功率的自適應(yīng)估計，避免噪聲功率估計對信號強度的依賴，改進噪聲功率估計的精度。利用本發(fā)明的所述噪聲功率估計裝置可以改善小信號計量性能。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。