频谱分析仪的设计

频谱分析是将输入的某些信号利用计算机对其进行分析的过程,本文主要是基于MATLAB软件,通过其GUI界面设计了频谱分析仪,对各种信号进行了分析处理。通过时域分析可以看到出入信号的波形以及该信号的某些特征值,如频率、幅值、相位、周期等,通过频域分析可以得到信号的在频谱内的周期及功率谱、幅频特性、相频特性、实频特性等。本文主要研究的信号有音频信号、声卡录音、信号发生器、图像信号,对于图像信号对其进行了频谱、功率谱以及直方图的分析。     

基于LABVIEW的虚拟示波器的研究与应用

设计了一种基于数据采集卡的虚拟示波器．该虚拟示波器的主要功能如下：可以实现单、双通道采集波形，能对输入信号的电压、频率和周期等参数进行测量，由FFT窗口对波形进行频谱分析和简单运算后，且能显示器测值和进行波形打印传真．经验证可知，该虚拟滤波器较为成功地实现了传统示波器的基本功能，具有一定的实用性．     

基于LabVIEW的虚拟示波器的设计与实现

本文选用LabVIEW图形化编程语言为开发软件,采用AC1810作为外用数据采集卡,开发虚拟实验仪器:虚拟示波器.虚拟示波器主要功能是对采集到的数据进行触发、时基控制后,完成对输入信号的电压、频率和周期等参数的测量,同时,利用FFT窗口对波形进行频谱分析,可以实现单、双通道显示波形,并可以对波形运算后进行输出,并显示测量值.     

基于自动频率跟踪的虚拟数字锁相放大器

为避免传统设计中待测信号与参考信号之间的道间干扰,以及信号传输过程中引入的噪声,设计了一种基于LabVIEW开发平台的虚拟数字锁相放大器（DLIA：Digital Lock-In Amplifer）。通过引入自动频率跟踪模块,大大降低了待测信号与参考信号频率的失配程度。同时,在经典的正交相敏检波算法基础上,通过对输出信号进行优化处理,得到了良好的输出波形。实验结果显示,待测信号的信噪比R_SNR可小于-20 dB,可检测的最小幅值达10 μV,自动频率跟踪模块的锁频误差小于0.02%,信号幅值的测量误差小于0.05%。该设计的自动频率跟踪能力的虚拟DLIA具有良好的测量稳定性。     

基于USB-6251的虚拟频谱分析仪开发研究

文中介绍了运用LabVIEW2009软件,结合NI的USB-6251数据采集卡实现虚拟频谱分析仪的开发研究,实现了对外部信号的采集、幅相谱的分析、功率谱的分析、谐波分析和联合时频分析,并具备波形存储和读取功能。系统调试结果证明该仪器实现了一般频谱分析仪所具有的基本功能,增加了数据分析处理能力。     

高速铁路牵引网故障行波频谱成份分析

基于FFT频谱分析和FIR滤波技术原理对实际高速铁路牵引网馈线跳闸时的行波信号频谱进行了分析。结果显示:在(10～300)kHz频段,反射行波信号幅值较小,噪声信号幅值较大,整体波形在原点附近持续振荡;在(300～600)kHz频段,整体波形未发生明显的振荡,但在幅值较大的行波波头信号后,有较严重的拖尾峰存在。从600 kHz开始,随着频率的增加,行波信号的幅值慢慢下降,但主峰幅值信号下降的速度明显低于其后振荡过程中信号幅值的下降速度。     

基于LabVIEW与单片机的频谱分析仪的实现

介绍了用单片机实现数据采集,LabVIEW作为开发平台实现数据通信,并利用LabVIEW实现数字信号频谱分析虚拟仪器的方法.频谱分析过程中,将两个不同频率的正弦信号叠加后再叠加上白噪声,通过虚拟频谱分析仪,可以有效的分析出原始信号.通过对用VB开发的系统与用LabVIEW开发的系统的比较,突显出LabVIEW的优势.     

石灰岩声发射频谱特性演化及破裂阶段识别

为获得石灰岩受压破裂阶段声发射识别信息,开展石灰岩单轴压缩声发射试验,获得加载全过程的声发射特征参数及其波形信息,首先结合石灰岩应力与累积能量走势的特征选取 5 个岩石加载破坏过程中的关键点。通过频谱分析与小波包分析,找到石灰岩声发射频谱特征变化规律,获得适合的破裂阶段识别信息;其次利用小波包分解所提取的频带能量占比训练 BP 神经网络,为岩石破裂阶段预警提供双 重保证。研究结果表明：主频值整体呈现先上升后下降的趋势,频谱宽度变化为 200 kHz-300 kHz-200 kHz,频率由单一低频转化为低高频并存后又恢复单一低频;低频高幅为频谱特征的一种主要形态存在;小波包分解将信号频率分为 8 个频段,可将 1、2 低频段之和小于 30%的信号作为特征点,进行岩石破裂预测;以该特征点为界将石灰岩声发射信号划分为两类,训练后的 BP 神经网络能够实现这两类信号的快速准确识别与分类,对于预测岩石破裂阶段有一定价值。     

周期信号直接数字式合成中的波形设计与频谱分析

在利用直接数字式合成方法产生周期信号时,信号的频率分辨率和带宽直接受限于合成系统的工作频率和存储容量。分析了直接数字式信号合成系统的输出频谱与相应波形序列的离散傅里叶交换(DFT)之间的关系,在此基础上设计出3种波形序列,其中两种序列能够在不改变合成系统工作频率和存储容量并且不影响合成信号幅频包络的情况下提高其频率分辨率,可用于某些宽带高频率分辨率周期信号的直接数字式合成,另一种序列可用于在波形数据限定的情况下对合成信号的频谱按一定规律进行调整。图1,参8。     

谐波分析仪的设计方案

“谐波分析仪”不同于目前广泛使用的“频谱分析仪”,它利用了两正弦函数相乘产生一个差频项的基本原理,最终直接观察并测量到非正弦周期信号中各个频率分量的幅值,从而验证频谱分析理论．     

基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪设计

基于虚拟仪器原理, 采用LabVIEW软件平台, 构建一种 虚拟频谱分析仪. 该仪器能同时进行时域与频域分析, 对复杂信号进行加窗和滤波处理, 得到信号的频率、 频率响应等参数, 并具有数字显示、 图形绘制、 数据存储和查看存储数据等功能. 实验结果表明, 该仪器解决了传统测试仪器的成本高、 开发周期长、 数据人工记录等问题.     

基于虚拟仪器的混频生物阻抗测量系统

为获得同一时刻、不同频率下的生物阻抗信息,设计了基于虚拟仪器的混频生物阻抗测量系统.该系统硬件平台由自主开发的信号源模块和信号调理模块以及NI公司的PCI-6111板卡组成.对混频激励下阻抗信息的提取方法进行了研究,提出了基于虚参考点的数据采集方法,利用LabVIEW实现数据的采集、分析处理、显示和存储等,大大提高了开发效率.通过与Agilent4294A阻抗分析仪进行比对,证明该系统具有较高的测量精度和准确性.     

虚拟频谱分析仪的设计及研究

频谱分析是信号处理中的一种重要分析手段,各种频谱分析设备是工程分析以及高校教学科研的常用测试仪器,传统的频谱分析仪体积庞大、价格昂贵,功能单一,本文以LabWindows/CVI为软件开发平台,完成了虚拟频谱分析仪的设计,同时验证其正确性和可行性,从而弥补传统仪器的不足。     

基于能量法的不对称平衡变压器短路阻抗分析

短路阻抗是变压器设计中的关键参数．分析了能量法短路阻抗计算的基本方法．利用AN-SOFT建立了仿真模型;利用有限元方法得到了短路阻抗值,并对结果进行了分析,为平衡变压器的设计提供了指导．     

无创伤性微机分析系统用于诊断心血管疾病的研究

为了从心电和血脉搏的同步采集信号中提取有诊断心血管疾病价值的特征参数,设计了信号采集器和计算机数据处理系统.该系统可以无创伤性地对心电和血脉搏信号实现连续同步采集、波形滚动和冻结显示、数据保存和处理.处理功能包括在时域中对各时间间期、峰值比率、幅相关系和延迟时间的计算分析和相关分析,在频域中对信号的自功率谱和互功率谱的分析.初步临床试验和计算结果表明,一些参数可构成定量分析,并作为对传统诊断心血管疾病方法的有力的补充.     

宽带Σ-Δ波形产生器中器件速率对信号频谱的影响

阐述了宽带Σ-Δ波形产生器的基本原理,并在此基础上分析了高速器件速率对实际信号波形带来的失真,以及对宽带Σ-Δ波形产生器中信号频谱的影响,建立了相应的数学模型和公式推导,进行了频谱分析和比较.仿真结果表明,高速器件速率会给信号的频谱带来一定程度的失真,使带内信号高端部分产生衰减,信噪比降低.     

一种手持式电力线载波频谱分析仪的研制

设计了一种以STM32F407为主控CPU的手持式频谱分析仪,用于现场在线分析220 V电力线载波的通信信道干扰情况。设计方法为:用RC串联无源高通滤波器和一阶有源高通滤波器级联构成载波信号提取电路; 用Multisim和TINA-TI软件组合仿真硬件,验证其载波提取能力; 用STM32F407芯片采样载波信号,通过快速傅里叶变换(FFT)运算获得载波信号的频域信息,将频谱图显示在液晶屏上。实际运行结果表明:该分析仪能够提取到40～500 kHz的载波信号,测量频域较宽,能够准确快速分析多种载波通信模块的频谱信息,具有携带方便、成本低的优势。     

深部灰岩劈裂破坏的声发射损伤表征

开展深部岩石的损伤破裂信息识别研究对岩体稳定性监测预警具有重要的指导意义。通过开展深部灰岩巴西劈裂声发射试验,分析了试验采集到的声发射实测全波形演化特征,在信号频域内提取了波形的主频,在时域内计算了特征参数的RA-AF值。研究结果表明:通过声发射实测全波形,可将岩石损伤过程细分为微损伤萌生阶段,裂纹扩展阶段和结构破坏阶段;低幅值波形多为连续型信号,高幅值波形则多为突发型信号;声发射频谱结构与损伤量及损伤程度密切相关,主频具有聚类分布特征,能够对应岩石微观及宏观破坏;基于声发射主频划分的RA-AF分界线,促进了声发射信号表征岩石破裂模式由定性分析向定量分析的转变。