计及全泄漏影响的多点插值离散傅里叶变换校正方法

针对多频率短时波动周期情况,提出基于全泄漏频谱抑制的多点插值离散傅里叶变换(DFT)校正方法。首先,利用最大旁瓣衰减窗频谱线性比例递推特性,将其他频率分量的频谱泄漏干扰以泰勒级数多项式等效近似,结合被测频率的负频谱泄漏分量建立全泄漏频谱参数模型;然后,根据谐波频谱泄漏的近似精度建立多谱线方程组,通过精确求解得到最大旁瓣衰减窗下的多谱线频率插值校正通用解析表达式;最后,采用最小二乘法得到幅值和相位的有效估计。多重仿真和实验测试结果表明,在噪声和等量级的其他频率泄漏干扰下,当被测频率低至1.5个频率分辨率时,算法依然保持具有很高的校正精度。

加窗加权插值离散傅里叶变换在波长扫描干涉仪中的应用

针对现有的波长扫描干涉仪在采样范围内信号周期数较少时含有比较严重的信号频谱泄漏,导致较大的恢复误差的问题,提出一种基于加窗加权插值离散傅里叶变换(DFT)的频率估计的光程差恢复算法,该算法在信号采样长度为2~3个周期时仍能很好地抑制频谱泄漏.仿真结果显示:当周期数较少时,该算法恢复精度相比于现有的傅里叶变换相位斜率法有很大提高.对平面镜及单刻线标准样板的测量实验显示:加窗加权插值离散傅里叶变换算法达到约10 nm的恢复精度,进一步验证了该算法在波长扫描干涉仪的光程差恢复中有很好的应用价值.

改进的DFT插值频率估计算法及其DSP实现

在Quinn算法和插值迭代算法(A&M算法)的基础上,提出了一种改进的离散傅里叶变换(Discrete Fourier transform,DFT)插值频率估计算法。该算法首先通过Quinn算法估计出1个频率误差作为迭代估计算法的误差初值,然后用迭代算法精确估计频率误差。改进后的算法可以有效减少迭代次数,因此同时具有Quinn算法的高效率和A&M插值迭代算法的高精度。为了提高算法在DSP处理器上的运行效率,本文还对算法在DSP上的实现提出了一种优化方法,有利于该算法的实时性应用。仿真结果表明该算法在频率估计精度、实时运算效率以及对噪声的抗干扰性能上均获得了提升。

单频信号快速频率估计算法比较及改进

本文首先讨论并分析了各种插值DFT(离散傅里叶变换)算法,然后提出了一种实正弦信号的快速插值频率估计方法。该方法只需 3个DFT变换系数的实部构造频率修正项,计算量低,具有精度高、测频速率快的特点。计算机模拟和FPGA仿真均证实了该方法的有效性。

计及频率偏移和谐波干扰的谐波相量估计方法

针对基于离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)的谐波估计算法抗干扰性差、频率偏移下测量精度大幅下降等问题,提出了一种计及频率偏移和谐波干扰的谐波相量估计方法。首先,通过滤波器组和插值离散傅里叶变换(interpolated discrete Fouriertransform,IpDFT)算法来准确获取基波相量的参数信息。然后,基于基波频率偏移量修正滤波器组的通带中心,并利用修正后的滤波器组和IpDFT来获得谐波相量的初始估计值。最后,通过幅值和相位补偿对IpDFT的初始估计值进行修正,实现谐波相量的精确估计。仿真结果表明,所提方法在基于IEC 60255-118-1标准生成的频率偏移、谐波失真、噪声干扰和多重干扰等多种场景下,能够为从一阶到五十阶的所有谐波相量提供低于5 mHz的频率误差和1%的综合矢量误差。