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。

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。

基于Zoom-FFT改进DFT的辐射源信号载频频偏估计

为了研究辐射源的细微特征分析,针对目前主流的几种离散傅里叶变换(DFT)频偏估计算法分析载频频偏精度不够高的问题,提出一种基于细化快速傅里叶变换(Zoom-FFT)的改进DFT算法。该算法先对离散采样的信号采用Candan算法进行粗估计,再将频谱峰值周围的频段进行细化放大,然后利用2N点DFT算法对残余频率精细估计。该算法综合了上述两种算法的优点,能够在适当信噪比环境下达到很好的估计精度。文中以二次雷达信号为研究对象,仿真分析验证了算法的可行性与有效性。

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.