2．2　系统硬件电路
　　2．2．1　微机系统

　　由嵌入式cpuintel 80386ex、程序存储器e－prom2764、数据存储器8mram组成的微机应用系统为谐波分析仪的核心部分。它在软件的配合下可以完成以下功能：控制数据采集、进行数据处理和运算、进行数据存储、控制被测信号的波形显示、控制分析结果的打印及显示、同pc机进行通信。

　　数据存储可以有两种模式选择。一种将每次采样的数值均记录下来，这种模式精确，但所需存储空间太大，只可连续工作约0．5 h；另一种将每秒采样值的平均值记录下来，该模式有一定误差，但可以连续工作约25 h。
　　2．2．2　隔离电路

　　考虑到仪器的广泛适用性，仪器的输入信号分别取自被测线路的电压、电流互感器的二次侧，为了提高仪器的抗干扰能力，保证操作人员的人身安全，用光电隔离电路将外部输入信号与微机应用系统电气隔离。电压隔离传感器将有效值为0～100 v的电压信号变为0～5 v，电流传感器将0～5 a的电流信号变为0～5 v的电压信号。为精密测量谐波成分，该仪器采用瑞士莱姆（lem）公司生产的电压、电流互感器模块，这种变换器具有较好的频率响应且输入范围大。
　　
　　2．2．3　采样保持电路及模数转换电路

　　为了提高仪器的测量精度，必须对电压、电流信号同时采样。用采样保持器lf398分两路对被测电压、电流信号同时进行采样保持，并将各自的输出信号分别输入到多路开关cd4051。该仪器对被测电压、电流信号每周期采样64点，因此，控制多路开关的逻辑输入脉冲频率为2×64×50＝6．4 khz，轮流将两个被测信号的采样值送到模数转换电路。模数转换电路选用ad574，这是一种高速12位adc，它的输出具有三态，可直接挂在微机系统的数据线上。

　　2．2．4　液晶显示电路

　　选用dmf5002型图形液晶显示器作为该仪器的显示器。这是一种集控制器、驱动器和显示屏于一体的液晶显示器（lcd），可以直接与80386ex相连接。通过对控制器t6963c编程，可以将电压和电流信号的采样点显示在屏幕上，以便实时观察被测电压和电流的波形。
　　3　测量方法　
　
　　目前，周期信号的谐波分析，一般采用等间隔同步采样方法，利用锁相环技术使采样与电网保持同步。但在工程实际中等间隔相对比较容易做到，而严格的同步很难实现，大部分按同步采样原理制作的谐波分析仪，实际上工作在近于同步状态，将对基波产生同步偏差，对高次谐波测量带来很大误差。为此，该系统采用准同步采样算法［1～2］，通过在数据处理时增加迭代次数可以有效地减小同步偏差对测量结果的影响，使基波与高次谐波均能获得很高的测量精度。同时，可以省去锁相环电路，降低硬件成本，简化硬件电路。

　　4　系统软件设计
　　
　　系统软件分为两部分，一部分为便携式谐波分析仪的软件，用汇编语言编写。另一部分为win－dows环境下的谐波管理软件，用visual basic5．0编写。

　　4．1　谐波分析仪软件

　　分析仪软件采用模块化结构，分为3个功能模块：

　　（1）系统管理、控制模块：包括系统初始化、系统自检、键盘管理、工作模式、通信、波形显示、数据打印等。

　　（2）数据处理模块：包括分析、计算、储存以及各种数制的转换、数字滤波等。

　　（3）测量周期模块：获取采样周期、完成采样和a／d转换。