ZFFT与Chirp-Z变换细化选带的频谱分析对比

在细化选带频谱分析中,复调制细化方法(ZFFT)和线性调频Z变换方法(Ch irp-Z变换)是常用的两种方法。通过理论分析和仿真计算,对两者在算法、特点和误差方面进行对比分析表明:对于单频率和谱线干涉不严重的多频率谐波成分,使用FFT后进行校正,或者使用CZT细化分析,均能得到高精度的频率、幅值和相位,不必使用ZFFT;对于发生严重干涉现象的密集多频率谐波成分,ZFFT通过增大细化倍数后重采样,把干涉的各频率成分分离后进行校正可获得高精度的信号参数,但CZT只是把细化分析频带局部放大,无法消除干涉影响,提高频率分辨率也无法分离出信号的真实频率成分。通过增大采样点数,减少干涉产生的误差,CZT可以获得较高精度的信号参数,但却大大增加了运算时间。

基于互相关分析与ZFFT的目标运动参数估计

针对频率步进雷达多个相邻脉组回波进行互相关分析,得到目标运动参数的一种估计方法.对该方法进一步分析发现,加速度估计误差将导致速度估计产生较大的偏移,为此提出一种复调制细化分析(ZFFT)的简化算法,以较小的运算量实现了加速度估计精度的明显提升,降低了速度估计误差.计算机仿真结果表明,通过互相关分析与ZFFT算法,可准确估计目标的径向加速度和速度,对原始信号进行有效补偿,从而获得高质量的高分辨力一维距离像.

提高LFMCW雷达测距精度的改进型ZFFT算法

线性调频连续波雷达信号频谱分析系统中,传统的快速傅里叶(FFT)算法只能粗略的计算频谱,且受到采样点数的限制,频谱的分辨率不高。而曲线拟合方法,在计算量不多的情况下,可以大大提高测距精度。传统ZFFT算法在复调制的过程中是对整个信号进行操作,导致计算量增大,并且无法满足测距精度很高的场合。为了获得更为精确的距离信息,本文提出了改进型ZFFT,先用拟合法拟合出比较接近理论的频率,然后根据拟合后的频率获得需要的频率段并对其频谱细化。同其他频谱细化算法相比,改进的ZFFT算法在分析精度,计算效率,分辨率方面有很大优势,通过仿真实验进行验证,表明该算法能有效提高测距精度。

基于ZFFT的轨道波磨高精度弦测算法研究

弦测是轨道波磨不平顺测量的重要方法之一,但理论的缺陷使其无法同时提高复原精度与计算效率。针对这一问题,根据工程中轨道波磨不平顺的测量需求,提出基于ZFFT(ZOOM-FFT)的高精度弦测逆滤波算法。通过复调制将感兴趣的频段平移至零频点,去除高频部分后重排、补偿得到复信号,对该复信号进行选择性共轭扩展重构,再利用傅里叶反变换逆滤波得到轨道波磨不平顺测量值。理论仿真和线路实测表明,该方法能够在时间消耗较少的情况下提高测量精度,适合工程应用。

一种节省运算辅助时间的ZFFT

原有的映射法ZFFT和复调制法ZFFT,都要等待全部P·M个信号数据(P为细化因子,M为实际作FFT的点数)都收集完毕,并且再经过隔点式(即时间抽取式)重新采样后才能开始运算。因此起始运算等待时间(——一种重要的运算辅助时间)太长,严重影响着总运算效率。本文提出的ZFFT方法,信号边顺序分段输入,就边进行分段处理。因而大大节省运算辅助时间,尤其适应高速数字硬件使纯计算时间大为缩短的新形势下,使得运算辅助时间与纯计算时间相协调,从而构成整体的高效率运算。这种ZFFT结构简单易于实现,便于开发应用。

提高线性调频连续波雷达测距精度的ZFFT算法

线性调频连续波(LFMCW)雷达在理论上有很高的测距精度,然而在实际系统中,由于FFT变换的栅栏效应,使得其距离分辨力和测距精度处于同一数量级,满足不了近距离测距时高精度的要求。在传统的FFT处理的基础上,采用ZFFT算法,在运算量增加不多的情况下,完成对中频回波主瓣的局部细化,大大提高了LFMCW雷达的测距精度,以满足高精度测距的要求。

ZFFT算法的DSP实现

对信号进行频谱分析时,为了提高被测信号的频率分辨率、减少硬件系统的存储空间和计算量,采用基于复解析带通滤波器的ZFFT算法。该文讨论了ZFFT算法的原理,通过构造复解析带通滤波器——选抽滤波(一级选抽或二级选抽)——移频——FFT这样一个流程,在TI公司的TMS320DM6437上实现了ZFFT算法,从而对分析频谱进行了细化。

应用Hilbert变换和ZFFT提取变速器齿轮故障特征

变速器故障齿轮振动信号,调幅现象和调频现象同时存在,其频谱中包括啮合频率及其谐波、调制产生的耦合频率。Hilbert变换无法提供足够高的频率分辨率解调低频调制信号,为此提出复调制细化谱分析方法。通过变速器齿轮故障模拟实验,采集齿轮正常、轻微磨损和严重磨损时的稳态振动信号,对其进行Hilbert变换得到信号的包络,对包络信号进行复调制细化谱分析,得到齿轮轴转频基波及其谐波幅值。随着齿轮磨损程度的增加,齿轮轴转频基波及其谐波幅值明显增大,可作为齿轮磨损故障特征参数。

基于EMD和ZFFT的UM71轨道信号解调算法研究

随着我国轨道交通的迅猛发展,如何更加准确的接收轨道信号成为越来越重要的课题。本文将介绍一种基于EMD(Empirical Mode Composition,经验模式分解)和ZFFT(Zoom-FFT)的UM71轨道信号解调算法。该算法首先采用EMD算法分解被噪声污染的UM71信号,再结合欠采样和ZFFT(Zoom-FFT)算法,完成对UM71轨道信号的高分辨率解调。给出了MATLAB仿真结果,证明了该方法的有效性。

基于ZFFT的自动声反馈抑制算法

提出一种基于细化快速傅里叶变换(ZFFT)的自动声反馈抑制算法.利用ZFFT能在原始频率分辨率不变且不发生主瓣重叠的情况下,可分辨特征频率临近的分量的特性,采用ZFFT进行频谱细化来提高声反馈频点的分析精度.实验结果表明,提出算法可提高声反馈频点的分析精度,有效抑制声反馈,提高语音质量.

基于复解析带通滤波器的ZFFT算法分析与仿真

在实际工程应用中进行频谱分析时,一般只关心某一频带范围内的局部频谱,此时应使用频谱细化算法如基于复解析带通滤波器的ZFFT(简称复解析ZFFT)算法对频谱进行选带细化分析。本文在分析复解析ZFFT算法原理的基础上,通过MATLAB平台对复解析ZFFT频谱细化算法的有效性进行仿真研究。结果表明,复解析ZFFT算法能够在相同快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)运算量的情况下,大大提高信号的频率分辨率,实现局部细化频谱。

基于Teager能量算子和ZFFT的滚动轴承故障特征提取

滚动轴承在发生故障时其振动信号会出现调制现象。Teager能量算子相比于Hilbert变换在运算速度和解调精度方面具有明显优势,但其不能提供足够高的分辨率来解调低频调制信号,为此提出复调制细化谱分析方法。通过轴承故障模拟实验,对采集的正常、内圈轻微、严重故障的轴承振动信号进行Teager能量算子解调,然后对其包络进行复调制细化谱分析,得到轴承回转频率及其谐波,内圈故障特征频率及其谐波、边频带。随着轴承内圈故障程度的增加,内圈故障特征频率、边频带的幅值明显增大,可作为滚动轴承内圈点蚀故障特征参数。

微速差双转子信号分离方法精度研究

针对提取频率相近信号特征的经典算法Zoom-FFT(ZFFT)在分离差频1 Hz以内的微速差信号时,需要足够的数据长度才能达到良好的信号分离效果的问题,为了在不增加数据长度的基础上提高信号频率分辨率,在ZFFT算法的基础上产生了ZFFT+FT算法。通过LabVIEW软件仿真试验研究了该算法对频率差1 Hz和0.5 Hz的微速差信号提取精度,并与chirp Z transform(CZT)算法、ZFFT算法以及FFT算法的提取精度作了对比,通过提取结果的相对误差及方差来衡量提取精度。在同轴微速差双转子试验台进行现场试验,利用FFT对微速差信号28 s数据集的提取结果与CZT,ZFFT及ZFFT+FT算法对4 s数据集的提取结果作对比,ZFFT+FT与FFT算法的提取结果最大相差0.56 μm,验证了ZFFT+FT的实时性和精确性。结果表明,ZFFT+FT算法能够实时精准提取频率差1 Hz以内的微速差信号。研究结果可为旋转机械微速差信号的提取提供参考。

基于嵌入式系统的ZFFT移频轨道检测算法

国产18信息轨道电路和UM-71系列无绝缘轨道电路是我国铁路的主流制式,其调制方式均为FSK(移频键控)。而准确快速测量调制频率是列车安全调度的首要条件。为提高信号频率检测的实时性和精度,检测算法设计中将欠采样技术应用到常规ZFFT算法中,实现软件程序的优化,提高检测速度。在基于DSP TMS320VC5402构建的检测平台上实现此算法。实验表明:此优化的ZFFT算法抗干扰性强,检测精度高,实时性满足实际要求。

基于DFT滤波器组的宽带信号谱分析方法

本文利用DFT滤波器组、ZFFT,提出了一种宽带信号的实时谱分析方法。有效地解决了宽带信号高分辨率 谱分析要求的大运算量与实时性之间的矛盾。理论分析与计算机仿真表明该算法切实可行、有效并且易于实现。

ZOO MFFT在车载FSK信号高精度检测中的应用

本文提出运用欠采样和ZFFT的方法对移频信号进行高精度的检测,并从理论上对主要技术给予了详细说明,文章最后给出了具体的仿真过程及结果,仿真结果表明该方法可以有效的提高移频信号的检测精度。

用于通信对抗侦察的高精度测频方法

主要介绍的高精度测频方法,用于通信对抗侦察,能够极大提高信号频率的测量精度,可以为某些通信信号的个体识别创造条件。

频谱细化算法分析

介绍了当前广泛应用的ZFFT、FFT-FS和CZT三种频谱细化算法的原理,通过大量蒙特卡洛仿真计算归纳了各自的应用特点:ZFFT可以抑制频率间的干涉,对整周期采样信号分析精度高,否则误差较大;FFT-FS和CZT对单频信号分析精度高,不适用于密集多频信号的分析,但估计精度不受整周期采样的影响;从频率分辨率的角度对三种频谱细化算法的实质进行了分析比较:FFT-FS和CZT是一致的,都是在不增加数据长度的前提下,通过插值增加FFT的变换点数,提高计算分辨率,不能改善信号的频率分辨能力;ZFFT和DN点FFT变换是一致的,它并不能真正提高物理分辨率实现频谱细化的功能,只是一种节省运算量的快速算法,可以改善信号的频率分辨能力,但以增加数据长度为代价。

基于DCT的轨道移频信号压缩与重构方法

针对基于DCT变换对以轨道电路为传输媒介的轨道移频信号(FSK信号)进行采样压缩与重构的方法进行研究。根据移频信号频带特点保留对应频带数据,对频域系数进行压缩采样,采用DCT算法压缩信号,解码端应用重采样与DCT反变换还原信号,应用ZFFT算法对重构的轨道移频信号进行频率检测。MATLAB仿真实验结果表明:该方法压缩效率高,更节省压缩计算与存储空间,频谱分辨率高,重构误差小。

一种分析频谱局部特性的快速算法

信号处理被广泛地应用于雷达、声纳、仪表等众多领域,在这些领域里信处主要完成信号的频谱分析。在某些场合,需要较高的频谱分辨率,这就需要较多的点数和惊人的运算量,但实际运用中我们所关心的往往是信号频谱的局部特性,并不需要它的整个频谱特性,ZFFT就是针对频谱的局部特性进行分析的一种方法。采用ZFFT方法可大大降低运算量。