正弦信号四参数的高精度估计算法

从正弦信号的任意间隔采样序列出发，结合频率的迭代法估计和幅度、相位以及直流偏移的最小二乘法估计，提出了估计正弦信号四个参数（幅度、频率、相位以及直流偏移）的新算法，即四参数估计法，并与直接快速傅立叶变换法和通用相位差法就估计精度进行了仿真比较。结果表明，四参数估计法不但精度较高、抗噪声能力较强，而且能对非等间隔采样信号进行参数估计。     

色噪声背景下的正弦信号相位估计方法

噪声背景下的正弦信号相位估计在雷达、导航、波达方向估计等领域有着广泛的应用。提出了一种基于互高阶累计量的正弦信号相位估计方法——奇异值分解法。这种方法通过对互高阶累积量矩阵进行奇异值分解,得到信号子空间和噪声子空间。由于信号子空间不包含噪声信息,因此是提取信号成分与抑制噪声意义下的最优解。信号的自高阶累积量矩阵是共轭对称矩阵,它的左、右奇异矢量是相同的,而两个幅值和频率都相同、只有相位不同的正弦信号的互高阶累积量矩阵却是非共轭对称矩阵,左右奇异矢量也不相同,这说明是谐波信号之间存在相位差导致了这一结果。因此,从这一点出发,证明了谐波信号的互高阶累积量矩阵左、右奇异矢量内积的相角等于正弦信号相位差这一重要定理。并根据这一定理推导出估计正弦信号相位差的奇异值分解法。仿真结果验证了这种方法的有效性。     

相位差的数字化测量研究

分析了基于DFT/FFT谱分析及互相关法检测正弦信号相位差的原理,重点讨论了这两种相位差检测方法所产生的误差及误差校正方法.针对混有噪声的正弦信号,分析了检测精度及影响精度的因素.利用虚拟仪器技术,构建了基于这两种相位差检测算法的检测系统.实验证明,与传统的模拟电子器件相比,这两种方法具有运算速度快、精度高、抗干扰能力强等特点.     

基于单片机的数字相位差测量仪

该系统采用单片机作为控制中心,应用了过零检测电路、锁相环倍频技术、计数电路、译码显示电路,实现了正弦信号相位差检测及相位差值显示,分辨率为1°,能满足低频信号相位差值测量要求。     

基于相位差分的Kay法SNR阈值分析及改进

基于相位差分的Kay法在单个复正弦信号频率估计方面有良好的统计性能,但在实际应用中存在明显的SNR阈值。本文分析讨论了Kay法的SNR阈值及形成的原因,提出了几种有效降低SNR阈值的方法,包括：滤波器法、频率粗估计法、滤波器组法等。这些方法的优点在于降低SNR阈值的同时增加的计算量不大。计算机仿真验证了方法的有效性。     

正弦交流电路稳态分析

正弦交流电路稳态分析不同于直流电路稳态分析,此电路的激励与响应是同频率的正弦信号,但振幅与初相角不同,需要应用特殊方法求解,即相量法,相量法的关键在于正弦信号用相量表示以及复数运算法则。本文从两个方面来阐述怎样应用相量法求解正弦交流电路。     

Duffing混沌振子微弱信号检测方法研究

研究了采用Duffing混沌振子检测微弱正弦信号频率的可行性并分析了检测性能,提出了利用混沌振子输出方差极值对来检测微弱正弦信号的方法。首先根据混沌振子周期策动力与待测信号频率相等时,系统输出方差值最大这一性质,研究了采样频率对检测结果的影响。实验结果表明,通过增大采样频率并增加数据序列长度,在信噪比-45 dB时可以检测出信号。然后,将此性质应用于与周期策动力有随机相位差的正弦信号检测中,发现在二者频率接近或相等时,系统输出方差值发生跳变,出现一个极大值和一个极小值对,通过这一新的特性可以检测出与激励信号有相位差的信号频率。最后将此方法成功应用于调幅波的频率检测中。     

基于自相关检测法和能量重心法的正弦信号频率估计算法

为了提高淹没在高斯白噪声中的实正弦信号的频率估计精度,提出了一种综合的结合自相关检测法和能量重心法的正弦信号频率估计算法。该算法首先通过多次自相关运算对输入信号进行预处理,可检测出淹没在噪声中的微弱正弦信号,来提高信噪比;然后对信号进行FFT(fast fourier transform)运算可得信号的功率谱,通过搜索最大值谱线的位置可粗估计出信号频率;最后运用离散频谱能量重心法,可精确估计出正弦信号的频率。仿真结果表明本算法在整个频段上频率估计性能比较稳定、频率估计的均方根误差更小,性能优于Rife算法、Quinn算法和能量重心法,并易于硬件实现,具有工程实用价值。     

全相位时移相位差频谱校正法

为精确估计噪声背景下正弦信号频率、幅值、初始相位,提出了基于全相位FFT谱分析的时移相位差频谱校正法．此方法需对存在时移关系的两输入序列分别进行全相位FFT,直接取主谱线的相位值无需校正即可得到初始相位的估计;利用主谱线上的相位差值即可获得精确的频率估计．同时阐述了传统相位差法向全相位时移相位差法的衍生关系．由于全相位FFT具有良好的抑制频谱泄漏特性,因而该法的频率和相位估计精度非常高,无噪时频率误差处于10^12分辨率级,相位误差可达10^-9度．     

微机控制三相功率信号源

本文介绍的三相功率信号源,其正弦波形由数字合成,信号的幅值调节、相位调节以及相位差的检测与显示均由微机控制。     

双光栅正弦相位调制（SPM）干涉测量技术的发展与应用

简述了正弦相位调制干涉法的发展,重点介绍了双光栅正弦相位调制在物体阶梯表面的高度差、物体表面形貌和振动物体表面形貌的等测量领域的应用,并提出了用双光栅正弦相位调制测量振动物体温度的想法。     

简易线性相位计设计

相位是分析电信号的重要参数,通常相位测量电路的输出是相位差的绝对值,这种非线性的输入输出关 系给实现高稳定性、低成本的硬件电路设计带来困难。为此,采用运放和ＲS( Ｒeset Set) 触发器设计了一种线 性相位检测电路,实现对双路正弦信号的整形及边沿触发功能,最后通过压流转换电路,将相位测量信息显示 于普通数字万用表的电流测量档。实验表明,采用运放LM6144 时,当测试信号频率小于100 kHz 时, 平均偏差小于0． 3°,解决了非线性相位检测的设计缺陷。     

基于LabVIEW的虚拟功率分析仪设计

采用计算机仿真技术，用LabVIEW设计了一个虚拟功率分析仪，对同频率的正弦电压和正弦电流的有效值、相位差及其功率和瞬时功率进行了测试和显示，并给出了连续信号经采样后电压和电流有效值、功率和相位等电信号参数测量原理。实践证明，虚拟仪器可简化硬件电路设计，减少测试成本，而且在智能化程度、处理能力、可操作等方面比传统仪器更有优势。     

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。     

一种提高电力系统频率检测精度的改进CZT算法

讨论线性调频Z变换(CZT)的频率误差原因。指出CZT误差受采样时间和信号初相位的影响,且当信号相位差90°时两信号的CZT频率关于真实值近似对称,并提出改进的正交平均CZT算法。分别对单频信号和电力仿真信号进行仿真实验。结果表明,改进算法的频率精度比传统CZT的精度提高了至少20倍,有效提高了电网频率的分析精度。     

非整周期采样下电功率测量的误差分析

利用基于相关原理的智能仪器测量周期信号的各种电参数时,由于硬件条件的限制,非整周期采样所致误差无法被完全消除。为了减小该误差,提出一种定量修正方法,以实现电功率的精密测量。该方法以含谐波的电气信号功率测量为例,从时域平均功率定义出发,采用正弦函数的一阶T ay lor展开,推导出因非整周期采样造成的测量误差的解析表达式和相应的修正公式。实验结果表明:恰当地选择采样频率和采样周期数以减小信号周期偏差,且控制初始采样时刻,使电压和电流初始采样值的乘积接近于所测电功率的大小,这些均可在很大程度上降低测量误差。     

基于MATLAB的信号相位差的互相函数求法

信号相位差测量在信号处理中有着重要的意义。文章分析了互相关函数求解信号相位差的原理，并介绍了在MATLAB下求解信号相位差的具体方法。     

发电机三相电压相位差的数字测量

针对噪声干扰、量化误差和信号频率波动，提出了一种基于谐波分析和周期跟踪测量相位差的方法，介绍了测量原理和实现方法，在发电机试验系统中的应用表明，该方法是一种切实可行的高精度相位差测量方法。     

正弦信号源直接数字合成的实现

研究利用直接数字合成(DDS)技术产生正弦信号源的方法,对DDS中由相位截断、幅度量化、数模转换和参考时钟引入的杂散信号进行了分析,并用Matlab对相位截断误差和幅度量化误差进行了仿真,仿真结果与理论计算值吻合.同时,在现场可编程门阵列(FPGA)上用DDS技术实现了一个正弦波信号源,给出了它的用频谱仪实测的频谱.结果表明,用DDS产生正弦信号可以得到良好的频谱特性,能够满足系统要求.