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交流电参量的测量方法主要分为两大类：模拟电路测量方法和采样计算式测量方法。其中模拟电路测量方法准确度
高，稳定性好，但不太适用于多参数测量。采样计算式测量方法比较适用于多参数测量，尤其随着计算机和电子技术的飞速发展，高性能微处理器和A/D转换器，给采样计算式测量方法，提供了有力的硬件支持。目前采样计算式测量实现了同步采样法，准同步采样法等。
软件同步采样法是首先测出被测信号的周期T，则用该周期除以一周期内采样点数N，得采样间隔并确定定时器的技术值，用定时器中断方式实现同步采样。软件同步采样省去了硬件电路锁相环节，结构简单，避免了锁相环设计调试的复杂和失锁现象。但由于信号的频率是在一定范围内变化，对其周期T不能准确测量，按不准确的周期T计算的采样间隔进行N次采样后，不能与实际信号的周期同步，即存在同步误差，为减小同步误差，提高测量精度，后采用自适应调整采样间隔的方法。
快速傅立叶变换要求将一个采样周期均分成N等分。不满足这个条件会给变换后的结果带来较大的误差。因此在傅立叶变换中根据频率的变化，采用自适应变步长可取得较高的精度。
2.3 频率的测量
利用DSP芯片自带的捕获功能。捕获功能是指当捕获引脚出现指定电平时，DSP能捕获指定定时器的读数。因此将跟踪频率的方波信号作为捕获引脚的输入信号，令连续两次捕获信号在定时器上的读数之差为N，DSP定时器的频率为fs，则交流信号的频率f=fs/N。由于定时器的最大频率为20MHz，所以测量的误差极小。
3 无功补偿控制器的系统结构
3.1 系统结构框图
从图1中可以看出本系统主要由DSP基本系统、数据采集系统、补偿电容器投切单元三个部分组成。由于三相电网满足关系：
所以只要用四个互感器将uac、ubc、ia、ib四路电网参量取出来，通过放大、滤波后，把信号经过采样保持器（S/H）、多路开关、数模转换器（A/D）使之离散化。然后把这些数字量送入数字信号处理器进行数据处理（FFT运算），从而算出所发电能的有功和无功的数值。
3.2 系统各部分硬件设计
3.2.1 DSP基本系统的设计
本系统以TMS320C240芯片为核心，充分利用它高速的运算能力和先进的体系结构来完成有功功率和无功功率的快速检测和处理，从而适时、有效地进行无功补偿。
DSP（TMS320C240）是一种为处理数字信号而专门设计的高速芯片，适用于大量的高速处理，与通用的微处理器相比，相同函数的DSP运算可提高10倍甚至100倍。由于采用了硬件实现乘累加运算及提供了特殊的位倒序操作指令及乘累加、位移累加等平行数据处理指令，使DSP非常适用于进行快速傅立叶变换（FFT）。所以DSP作为本系统的控制器非常合适 。
由于TMS320F240内含16K闪烁存储器，所以不需外加EPROM，简化了DSP的外围电路（见图2），而它内含的544*16位片内数据/程序双口RAM，极大地提高了数据的处理速度。DSP的外围电路由五部分组成：①模数转换接口电路；②开关量输入、输出接口电路；③测频输入电路；④两片高速RAM;⑤与上位机通信的接口电路。
3.2.2 数据采集系统的设计
由于三相电网满足关系式（4），只需采样两相的相电流和线电压，即uac、ubc、ia、ib四路电网参量，通过电压、电流变换，经放大、滤波，使输出电压范围在0～5V，再经过数模转换（A/D）进行离散采样。每周期采样64点，将其数字量送入 DSP，进行FFT变换。完成一次数据采集的时间（包括多路开关的开关时间、采样保持时间、A/D转换时间还有其他延迟时间）为：0. 02*1000000/（64*4）=75μs。
