离散频谱的能量重心校正法

针对离散频谱三点卷积幅值校正方法只能校正幅值 ,不能校正频率和相位的问题 ,从理论上推导了常用离散窗谱函数的能量重心就是坐标原点 ,由此得到了能量重心法校正频率和相位的公式。误差分析和仿真计算表明 :与其它校正方法相比 ,此方法能对多段平均功率谱直接进行校正 ,算法简单 ,计算速度快 ,负频率成分和间隔较近的多频率成分产生的干涉现象所带来的误差对精度的影响小 ,校正方法适用于各种对称窗函数 ,解决了三点卷积幅值校正法不能校正信号频率和相位的缺点。在工程应用中 ,对噪声小的信号 ,推荐加 Hanning窗 n=1(三点卷积法 )的方法进行校正 ,频率间隔大于等于 4个频率分辨率的信号校正后的幅值误差小于 1% ,频率误差小于 0 .0 1个频率分辨率 ,相位误差小于 5度 ;这种方法不适用于频率过于密集的分析场合或连续谱。

能量重心校正法在提高激光多普勒测速精度中的应用

多普勒效应可以用于激光雷达对目标速度的探测,在处理探测信号的频谱时,由于栅栏效应的存在,会导致离散多普勒频谱和真实速度之间的偏差。在雷达测速系统中运用能量重心校正算法来对离散频率进行校正,从而达到提高测速精度的目的。实验结果表明,该雷达测速系统的探测精度优于厘米每秒量级。

一种基于能量重心矫正的信号失真度测量系统

以MSP432E401Y单片机为核心器件,设计了一款低成本高精度的信号失真度测量系统,采用能量重心矫正算法提升了精度。该系统由信号调理、信号测量分析与发送、手机APP、显示4部分组成。初步处理后的信号经过自动增益控制以及迟滞比较器后,可以为系统提供与基波同频率的脉冲,以便系统测量频率,设置不同的采样率,减轻栅栏效应影响。快速傅里叶变换(FFT)经过离散频谱的能量重心校正法校正后,对谐波参数的分析精确度明显提高。APP通过蓝牙从单片机接收数据,能够绘制信号波形,并显示谐波的归一化幅值。测试表明,装置对500 Hz~200 k Hz、(10~600)m V信号的频率、5次以内谐波的归一化幅值以及总谐波失真的测量误差绝对值小于1%,测量并显示等功能均在2 s内完成。

在LabVIEW中实现频谱校正

利用 L ab VIEW提供的 CIN (Code Interface Node)代码接点接口功能和 CL F (CallLibrary Function)调用库函数功能 [1,2 ] ,将频谱校正的新理论成果溶入 Lab VIEW的信号处理部分 ,完善其在信号处理频谱校正的功能 ,大大提高了频谱校正的精度 .

基于FFT和频谱校正法的信号处理的研究

FFT谱分析只能对有限的离散采样信号进行处理,这就不可避免的存在由于时域截断而产生频谱泄露,使测量精度降低。因此必须采用其他方法进行改进以提高测量精度。本文主要采用能量重心校正法以满足实际应用中对频谱分析精度的要求。仿真结果表明,在非整周期采样的情况下,精度已经有了很大程度的提高,因此在一定程度上足以满足实际应用的要求。

齿轮表面倾斜对测量精度的影响及校正

为了满足应用激光位移传感器进行位移测量时的精度要求,分析了齿轮表面倾斜对激光位移传感器测量精度的影响。根据探测器信噪比与输出灰度值成正比,提出了光斑分布非线性加权和线性插值联合的重心校正算法,使高灰度值像素在光斑重心定位的贡献总体增大,其增长规律具有非线性特征。经量块组合实验表明：当物面粗糙度Ra小于0.4μm时,本校正法相对于传统的灰度重心算法,在物面倾斜角小于35°时位移测量精度能提高40%以上,在物面倾斜角为47°~75°时位移测量精度能提高30%以上,有效地减小了物面倾斜引起的位移检测误差。

毫米波雷达液位计高精度测距算法研究

本文基于毫米波FMCW雷达液位计测距原理,针对影响测距精度的FFT栅栏效应问题,提出了将Zoom FFT和能量重心校正算法结合的高精度信号处理算法.该算法通过FFT算法锁定感兴趣的差频信号频谱范围,采用Zoom FFT在此范围内进行频谱细化,后利用能量重心校正算法对细化后的频谱进行频率校正,从而获得差频信号的精确频率信息,并通过换算得到雷达到液面的距离.仿真结果表明,该算法能将雷达液位计的测距精度提高到毫米量级,计算量和运算存储空间比较合理.

基于有限域实值MUSIC法的涡街信号处理方法

针对涡街流量计高实时性、高精度的要求,提出一种基于有限域实值多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)法的涡街信号处理方法.该方法利用能量重心校正法对涡街信号幅度谱进行频率校正,确定频率搜索域;利用实值MUSIC法快速得到谱峰频率值,通过牛顿迭代法对谱峰频率值进行计算,以达到提高频率估计精度的目的.仿真结果表明:该改进方法的频率估计精度较MUSIC法提高了0.1%,实时性高,满足涡街流量计高精度与高实时性要求.

电缆激光多普勒在线计米系统研究

为了满足电缆生产过程中长度在线测量的需要,设计了基于激光多普勒测速原理的电缆长度在线计米系统。阐述了激光多普勒测速基本原理,设计了一种结构紧凑的双光束双散射型光路。提出了基于有限长单位冲激响应(Finite Impulse Response,FIR)滤波器的滤波带自适应选择算法,有效地滤掉基底信号和部分噪声,减小了多普勒信号噪声的影响,改善了信噪比;利用能量重心校正技术进行频谱校正,减小了系统的测量误差。搭建了实验装置,进行了对比测量实验,实验结果表明:该系统能实时、准确的进行长度在线测量,相对误差小于0.1%。

一种检测铁路2FSK信号频率的新方法

为实时高精度获取铁道二进制频移键控信号的上、下边频和基带低频信息,提出一种可兼容国产制式和法国UM71制式的频率检测新方法.该方法将自相关解调技术、FFT技术、能量重心频谱校正技术有机结合起来,算法简单且计算复杂度低,在FFT长度选为256时,频率测量结果即可符合技术要求,具有较高应用价值.

轨道移频信号频率参数检测方法的研究

为了进一步提高轨道移频信号频率参数的测量精度,运用欠采样(带通采样)定理和ZOOM-FFT算法对频谱进行细化,根据轨道移频信号的频谱对称特性,引入重心法校正技术,在采样点数为2048情况下,使测量精度比规格要求提高了约3.5倍。

高精度移频轨道信号参数检测仪的设计

分析无绝缘移频轨道电路信号特征,针对其窄带且频谱能量集中的特点,将欠采样技术和频谱细化技术用于基带低频信号检测,使基频检测精度达到0.02Hz。同时为了解决移频信号上下边频频差小且相位连续,不易判断边界的困难,提出加窗FFT变换后主瓣与旁瓣幅值之比作为样点边界判断的依据,并把能量重心频谱校正技术用于短时纯净单频信号的检测,使上下边频的检测精度达到0.2Hz。该方案算法简单且计算复杂度低,并利用DSP技术使之成为一种便携的在线检测设备。

三角波调频雷达频谱配对新方法

在三角波雷达信号处理流程中,传统的频谱配对方法由于存在FFT栅栏效应,差频信号的频率估计并不准确,进而影响到测量精度。将能量重心校正算法引入到雷达信号处理流程中,可以得到新的频谱配对方法即能量重心配对法。针对能量重心配对法存在的估计值浮动较大的问题,进一步提出了优化的能量重心配对法。信号处理流程仿真,证明了能量重心配对法和优化的能量重心配对法在并不增加太大的运算量的条件下,能够提高频谱配对性能,提高雷达测量精度。

基于快速傅里叶变换和能量重心联合算法的法布里-珀罗腔长解调方法

在基于快速傅里叶变换的光纤法布里-珀罗传感器解调方法的理论分析基础上,引入了离散频谱能量重心校正方法,改进了FFT算法。仿真结果表明该联合算法解调值与真实值一致性较好。并通过实验加载0~10 Mpa的油压,对压力和解调得到的传感器腔长数据进行拟合,并将拟合得到的曲线与参考值比较,相对误差为0.003%。实验结果表明,FFT与能量重心联合解调方法可以得到较高的精度。