频率均匀随机波动信号采样方式对谱分析的影响

采用等时隙和等位置(相位)两种采样方法,对具有频率均匀随机波动的简单正弦信号进行了谱分析仿真对比.研究结果发现:采用等位置采样方法整周期采样,频率随机波动的大小不会产生谱分析误差;采用等时隙采样方法,频率随机波动的大小则会严重影响谱分析的结果.当频率随机波动水平较小时,会导致谱峰值的降低,当频率随机波动水平较大时,不仅会导致谱峰值的显著降低,而且会引起谱线漂移和许多虚假的谱线;通过提高等时隙采样方法的采样率,可以减小谱分析的误差.     

频率均匀随机波动信号采样方式对谱分析的影响

采用等时隙和等位置(相位)两种采样方法,对具有频率均匀随机波动的简单正弦信号进行了谱分析仿真对比.研究结果发现:采用等位置采样方法整周期采样,频率随机波动的大小不会产生谱分析误差;采用等时隙采样方法,频率随机波动的大小则会严重影响谱分析的结果.当频率随机波动水平较小时,会导致谱峰值的降低,当频率随机波动水平较大时,不仅会导致谱峰值的显著降低,而且会引起谱线漂移和许多虚假的谱线;通过提高等时隙采样方法的采样率,可以减小谱分析的误差.     

频率均匀随机波动信号采样方式对谱分析的影响

采用等时隙和等位置(相位)两种采样方法,对具有频率均匀随机波动的简单正弦信号进行了谱分析仿真对比．研究结果发现：采用等位置采样方法整周期采样,频率随机波动的大小不会产生谱分析误差;采用等时隙采样方法,频率随机波动的大小则会严重影响谱分析的结果．当频率随机波动水平较小时,会导致谱峰值的降低,当频率随机波动水平较大时,不仅会导致谱峰值的显著降低,而且会引起谱线漂移和许多虚假的谱线;通过提高等时隙采样方法的采样率,可以减小谱分析的误差．     

锁相环实现取样式A／D转换的原理及电路

本文提出一种利用锁相环实现取样式Ａ／Ｄ转换的新方法，通过锁相环对输入信号进行频率变换，获得一等效延时△ｔ的采样信号；输入信号的等效采样次数及实际采样间隔根据其频率特性由微机编程控制。基于此原理设计出高频周期信号的数据采集系统。     

数字峰值测量的新方法——双频峰值检波法

传统的峰值测量采用峰值检波法和有效值转换法,峰值检波法电路简单但精度差,有效值转换法精度高,但成本也高且频率受限。依据等效采样的原理,介绍了一种数字峰值测量的新方法。这种方法的最大特点是能够利用较低采样率的A/D采样那些频率甚至比A/D采样率高很多的信号的峰值。测量的基本原理是将信号的瞬时幅值经A/D采样送入处理器,在信号周期内对输入信号的采样值进行大小比较,从而得出信号的峰值或峰峰值。试验表明,这种方法测量精度高,并且能够测量各种波形的有效值,并且可以兼顾高低频,全幅度段达到良好的线性。     

一种全新的等效采样

涉及一种周期或准周期信号的采样技术,特别适用于低频采样系统采集高频宽带周期或准周期信号。信号的采样可以使用Nyquist采样定理,但Nyquist采样定理只是一个充分性定理,增加周期条件后,可以得到更弱的采样要求。在随机过程理论基础上建立了采样过程的数学模型,并利用该模型建立了一种全新的等效采样理论。     

一种高速顺序采样方法

论述了一种适用于低速采样系统采集高频宽带周期信号的高速顺序采样方法 .利用在本地锁相环产生的一个与信号重复周期Trep相近的时钟信号作为采样保持电路的控制信号 ,采样时钟周期Ts 与信号重复周期之间的差值为ΔT =± (Ts-Trep) ,而时间ΔT反映了等效采样的时间分辨力 .探讨了锁相环路的设计和系统触发原理 ,给出了差频采样的原理框图及相应的触发电路 .该方法突破了传统顺序采样在使用商用可编程延时器时的局限性 ,在测控、虚拟仪器、信息处理等领域具有广泛的应用前景     

小型数字化比相测量装置的研究

频率稳定度是时域中描述时钟信号源稳定性的一种方法,为能够实现长期的（诸如月、年）监测,介绍了一种基于微处理器设计的小型数字化比相装置.它通过被测信号与参考时钟信号源进行相位的比对,在180°～＋180°的范围内完成周期相位比对的测量,并通过A/D模块及微处理器模块完成相应指标的采集、计算,得到了设计简单、传输能力可靠的...     

基于FPGA的双通道示波器

本系统基于数字示波器的基本原理，以单片机和FPGA组成的最小系统为控制核心，充分发挥FPGA的数据处理能力，将双口RAM写入其内部实现了普通示波器对被测信号的采样，存储与回放，又增加了等效采样和采样保持功能，极大的提高了系统的测量范围。系统具有实时采样和等效采样两种方式，以不大于1Msps的ADC实现200Msps对输A．1Hz～10MHz，Vp-p为2mY～8V的信号进行采样处理，显示波形无明显失真，幅度测量误差小于2％，频率测量精度优于0．01％，并能进行单次触发，AuTO和存储／调出波形的功能。     

基于独立分量分析的非均匀采样弱信号频域检测

非均匀采样可以在对模数转化器件的采样频率要求较低的情况下,提取超出Nyquist采样定理限制的频率.当包含两个幅值相差大于10%信号的混合信号经过非均匀采样后,由于采样的伪随机性会产生频谱噪声,因此从幅值谱中辨别不出幅值很小的弱信号.根据非均匀采样的幅值谱识别出大信号频率,构造模拟源信号,以混合信号作为另一个源信号,根据独立分量分析(ICA)对幅值不敏感的特点,使用FastICA算法从混合信号的频谱中成功分离出幅值为强信号幅值五百万分之一的弱信号.在弱信号检测过程中,提出利用互相关系数进行"扫相"处理,以解决大信号相位匹配的问题.在相位匹配存在0.70%误差的情况下,成功分离出幅值为强信号幅值0.06%的弱信号.     

磁光盘片载噪比特性的自动测试方法

分析了实现磁光盘载噪比CNR指标自动化测试的障碍和谱信号的特性,针对CNR测试中存在的特殊性,即测试精度依赖于对载波频率处的信号谱幅值和噪声谱幅值的测量误差,而与两者出现的时间无关．提出单轴等时间测试方法,最大限度地利用8098微控制器的内部资源,在保证测试精度足够的基础上实现了数据采集电路结构最简．     

电力线路谐波分析仪采样计算方法的研究

比较了现在常用的几种同步采样谐波分析法的优点，并在此基础上，提出一种新的方法：定频采样谐波分析法从而有效的抑制采样测量中的截断效应或泄漏效应，使各次谐波的测量均能达到相当高的准确度，此方法还具有成本低、误差稳定等优点     

工程振动信号微积分敏感性及其应用研究

工程施工监测中常常需要监测振动速度信号或振动加速度信号,振动速度信号和振动加速度信号的频谱特性差别很大,进而影响后续分析.本文采用傅立叶变换的时域微积分性来分析工程振动信号频谱的微积分敏感性,并通过拉普拉斯变换求取结构振动傅立叶谱,自功率谱,频响函数,并分析它们微积分敏感性.通过频响函数分析了其微分敏感性的物理意义.通过对背景工程中高层建筑实测自然激励的振动信号,验证了频谱微积分敏感性,并分析了频谱微积分敏感性对于振动信号分析的影响.研究结果表明：工程振动信号在数学上由于傅立叶变换的时域微积分性质,使得傅立叶谱峰值的频率分布具有微积分敏感性,随着振动信号微分阶次的升高,高频成分逐渐升高,低频成分逐渐降低;由不同信号的频响函数表达式,对结构动刚度、阻抗、动质量的频率分布规律进行了阐述;不同监测信号对于高、低频成分的识别精度不同,对于结构物高、阶模态的识别精度亦不同,对于高阶的频率成分的识别建议进行振动加速度信号监测,对于低阶频率的识别建议采用振动速度信号监测.     

相位差测量系统的硬件电路

为精确测量两个同频率信号的相位差,设计一种基于DSP的相位差测量系统。该系统采用DSP2812作为测量的主控芯片,其内部集成有捕获单元和A/D模块;运用信道交换技术和降频技术,消除通道带来的附加相移,并将高频信号转化为低频信号以便于测量。测试结果表明,两路输入信号相同时,输入信号频率过大或是过小,测量频率和相位的精度均会明显降低,幅值精度变化不大;两路输入信号峰值、频率相同,相位可变时,信号频率增加或信号幅值过小,系统的测量精度均会有所下降。该相位差测量系统能够实现对两路同频信号的幅值、频率和相位差的精确测量,且可以进一步扩展以实现对多路信号相位差的测量。     

宽带信号的高精度重构方法

提出了一种对宽带信号进行高精度采样的方法．其基本思想是把宽带信号进行频带分割,对所得到的每个子带信号分别用低速高精度的A／DC进行高精度采样并滤波,得到原宽带信号各个子带信号的采样序列,然后用各个子带信号的采样序列重构出原宽带信号的采样序列．给出了相应的重构算法,并进行了计算机仿真实验．仿真结果证实,所提出的方法具有较高的信号重构精度和较小的频谱失真．     

基于DFT频域校正的介质损耗角测量算法

离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)求解容型设备介质损耗角存在较大误差,对引起误差原因的频谱泄漏进行了详细分析和阐述,指出电网频率波动是造成测量介质损耗角不准确的主要因素,其带来的非整周期采样造成信号能量发散,各频率处信号能量相关性不为0.通过加余弦窗函数平滑信号陡度,对DFT相位频谱校正给出了2种不同的方法:加窗插值算法和离散频谱相位差校正法,并通过校正频率偏移量,在频谱峰值最大值处获得信号相位.通过Matlab仿真分析表明,2种算法实现方便,精度高,具有一定的实用性.     

一种宽带非福斯特电路设计与实现

对一种负阻抗变换器(NIC)来实现宽带非福斯特电路特性进行了理论分析,给出了NIC的稳定性工作条件.以宽带运算放大器为核心设计了宽带非福斯特电路,对电路进行了时域和频域仿真,提出了一种负阻抗等效测试方法.仿真和测试结果都表明,设计的宽带非福斯特电路可以在几十倍频程带宽内实现负阻抗变换,且电路简单,具有很高的稳定性,证实了理论分析的正确性和有效性.     

基于Lamb波无基准方法的裂纹检测

传统的结构健康监测技术容易受到温度、振动噪音等与结构缺陷无关的因素影响.为了克服这一缺陷,发展了一种基于传递阻抗的无基准裂纹检测方法.该方法既不需要基准数据,也不需要损伤阈值,而是利用裂纹导致的Lamb波模式转换效应和PZT极化特性从两组并排的PZT元件间获取传递阻抗,通过比较传递阻抗的能量来判断裂纹是否存在.仿真和实验表明,该方法无需选择最优的激励频率和采样时间即可实现对裂纹的检测,具有较强的鲁棒性和适用性.     

计算机辅助测量信号频谱的方案研究

在实验室进行周期信号分析时，通常使用选频电平表来测量其频谱。但是，本文在本文就给出了一种对频谱进行计算机辅助测量的方案，并阐述了其方案的原理和方法。