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。

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.

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。

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。

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。

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。

基于ZOOM-FFT的雷靶监测信号处理方法

针对鱼雷试验中FFT处理方法不能有效处理雷靶监测信号的问题,采用Zoom-FFT方法区分鱼雷和声靶信号,在不增加采样信号长度的情况下,改善了信号频谱的计算精度,提高了试验过程中数据处理结果的可信度。仿真及实航试验结果验证了所提方法的有效性。

ZOOM-FFT在检测轨道电路移频信号参数研究中的误区

本文在分析移频信号的频谱特点的基础上,通过MATLAB仿真发现,用ZOOM-FFT方法提高频率分辨率是有前提条件的,该方法需要较长的采样时间,而这不能满足测试仪表实时性要求。并指出了ZOOM-FFT在检测轨道电路移频信号参数研究中的误区。

基于改进Zoom-FFT的信号检测算法研究

该文在简要介绍复调制zoom-FFT基本原理的基础上,针对其细化后信号频谱同原始信号频谱不一致的现象,提出了一种改进算法。利用改进算法对通信信号进行检测,给出了频率修正公式,实验结果表明该方法较大地提高了信号频率检测的准确性。

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。

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CZT和Zoom-FFT的频谱细化分析中能量泄漏的研究

在经典谱估计理论中,频谱能量泄漏是导致频谱失真的主要误差因素。CZT和Zoom-FFT是两种重要的频谱细化分析算法,本文对这两种方法的能量泄漏进行了详细的分析,并仿真分析了不同种类和不同宽度的窗对谱泄漏的影响。分析和仿真的结果表明,Zoom-FFT可以大大减小频谱能量泄漏,获得更高质量的细化频谱。

基于复解析带通滤波器的ZOOM-FFT算法的分析和实现

文章介绍了基于复解析带通滤波器的ZOOM-FFT算法原理;讨论了该算法的核心部分:等波纹复解析带通滤波器的设计方法,从而能有效地控制滤波器的通带和阻带特性。通过判断是否需要调整细化中心频率(如果需要,调整中心频率)-构造复解析带通滤波器-选抽滤波-若中心频率未经调整,移频—FFT的流程,在TMS320DM6437 DSP上实现了ZOOM-FFT算法,从而对信号频谱进行了细化。

基于复调制ZOOM-FFT算法下阻尼比识别的研究

利用半功率带宽法识别系统的阻尼比是一种简单、常用的方法,但精度受到作图准确性及人员判读的经验所制约,严重时甚至不能准确拾取出半功率点。该文提出识别阻尼比的一种方法:细化-半功率带宽法,采用FFT变换对全谱进行识别,确定谱峰,利用复调制ZOOM-FFT算法对感兴趣谱峰处进行局部细化,最后结合半功率带宽法可有效提高阻尼比的识别精度。

一种高精度移频信号解析方法

介绍一种高精度移频信号的解析方法,实现基于铁路信号集中监测系统对铁路移频信号进行信号解析和指标监测。对铁路移频信号的载频、低频和边频进行解调和计算,采用时域方法对数据进行下采样提高计算精度,频域方法 Zoom-FFT计算载频和低频,零相移滤波方法消除滤波后的信号延迟现象,将滤波后的数据进行整形,从而定位用于计算边频的数据序列,并对该数据序列进行FFT频域计算,得到边频值。这种方法可以提高计算精度。

复调制Zoom-FFT方法的LabVIEW实现与应用

信号频谱中频率分量接近时,在较低的频域分辨率下难以检测,而传统FFT分析在提高频域分辨率的同时导致计算量大大增加;针对此问题,在LabVIEW平台中采用复调制Zoom-FFT方法,通过移频、滤波、重采样、FFT和频率调整实现频谱的细化;结果表明,复调制Zoom-FFT可以灵活地选择细化频带,提高频带内的频域分辨率并有较小的计算量;此外,合理的选择窗函数能够减少频谱失真;将该方法应用于异步电机故障诊断中,实现了转子断条故障分量的检测,为LabVIEW中的频率检测与故障诊断提供一种有效途径。

火车对接测距系统中ZOOM-FFT应用研究

将ZOOM-FFT方法应用于火车对接测距系统,该系统采用FPGA＋DSP双处理器模式实现对调频连续波（FMCW）雷达传感器信号的采集和处理。其中,FPGA实现对并行A/D转换芯片的控制及与DSP进行数据传输;DSP采用ZOOM-FFT算法实现测距功能并通过485总线实时输出距离。理论分析与实验结果表明,ZOOM-FFT方法有利于提高系统的处理速度和距离分辨率,且可实现小距离测量。实验室环境下,系统在0.5~10 m内绝对误差〈0.2 m,在10~50 m内的绝对误差〈0.5 m。在长沙机务段的现场试验结果表明：SS8、HXD3C和DF5型机车测距结果基本满足系统测距要求,0.5~50 m范围内测距绝对误差约0.5 m,在〉44 m时,出现最大误差为0.64 m。

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。