正切法莫尔条纹信号幅值分割细分的误差分析

提出一种在使用正切法对莫尔条纹信号进行幅值分割细分时的误差计算方法。分析了在信号中含有直流分量、二次谐波噪声及幅值不等、相位不正交误差时，所构造的正切函数相位变化情况。先判断出正切函数相位变化关键点，分别计算其相位改变最大值，以此确定对细分精度影响最大的噪声及误差种类，便于在实际应用中有针对性地对信号进行降噪处理，并计算出细分误差。同时应用MATLAB在理想信号中加入上述噪声及误差，精确仿真非理想信号对细分的影响，绘制出相关图形。     

离散频谱分析比值校正法幅值和相位的抗噪性分析

谐波信号离散频谱分析的比值校正法(内插法)在无噪声时是一种准确的校正方法,只存在计算时的舍入误差,但在包含噪声尤其信噪比较低时,校正精度会有所下降,甚至误差很大.研究了比值校正法的幅值与相位加不同的窗函数及加性高斯白噪声时的统计方差公式,并通过不同信噪比下的仿真验证了其准确性.建议避免在归一化频率误差较低的情况下使用加矩形窗的比值校正法来校正相位.     

自由振动衰减信号连续谱参数估计新方法

针对自由衰减振动信号的连续谱,提出了一种估计特征参数的方法,将其看成无限长谐波信号与单边指数函数及矩形窗的乘积,由FFT+FT的方法求出峰值处对应的频率、幅值和相位.根据频域卷积定理证明峰值点的频率和相位就是信号的实际频率和相位,依据由卷积关系得出的关于幅值的方程求出校正幅值.仿真表明,无噪声干扰时,频率、幅值和相位的最大误差分别为0,0.7%和3.5°;有噪声时(信噪比SNR=7.3 dB),频率、幅值和相位的最大误差分别为0,4.7%和6.5°,精度仍然较高.相邻频率成分产生严重模态耦合时,不能使用该方法.     

正切法莫尔条纹信号幅值分割细分的误差分析

本文提出一种在使用正切法对莫尔条纹信号进行幅值分割细分时的误差计算方法.分析了在信号中含有直流分量、二次谐波噪声及幅值不等、相位不正交误差时,所构造的正切函数相位变化情况.先判断出正切函数相位变化关键点,分别计算其相位改变最大值,以此确定对细分精度影响最大的噪声及误差种类,便于在实际应用中有针对性的对信号进行降噪处理,并计算出细分误差.同时应用MATLAB在理想信号中加入上述噪声及误差,精确仿真非理想信号对细分的影响,绘制出相关图形.     

离散频谱的能量重心校正法

针对离散频谱三点卷积幅值校正方法只能校正幅值,不能校正频率和相位的问题,从理论上推导了常用离散窗谱函数的能量重心就是坐标原点,由此得到了能量重心法校正频率和相位的公式。误差分析和仿真计算表明：与其它校正方法相比,此方法能对多段平均功率谱直接进行校正,算法简单,计算速度快,负频率成分和间隔较近的多频率成分产生的干涉现象所带来的误差对精度的影响小,校正方法适用于各种对称窗函数,解决了三点卷积幅值校正法不能校正信号频率和相位的缺点。在工程应用中,对噪声小的信号,推荐加Hanning窗n=1（三点卷积法）的方法进行校正,频率间隔大于等于4个频率分辨率的信号校正后的幅值误差小于1％,频率误差小于0.01个频率分辨率,相位误差小于5度,这种方法不适用于频率过于密集的分析场合或连续谱。     

数字音频设备信噪比的测量

数字音频系统的量化噪声是伴随信号的出现而出现的，因而无法应用传统的信噪比的测试方法测量数字音频系统的量化信噪比，本文分析了数字音频设备中量化噪声的特性，介绍了借助ＦＦＴ做功率谱密度函数计算，进而由实测的系统的功率谱密度函数计算系统信噪比的方法，并给出了应用实例，此法概念清晰直观，并借助ＦＴＴ手段实现，便于实用。     

FFT分析器作谱密度估计时的偏度误差分析

本文提出了计算FFT分析器作潜密度估计时的偏度误差的离散化计算公式,并与积分计算进行了比较,给出了采用矩形窗和汉宁窗时FFT分析器对白噪声谱和单自由度系统响应谱的估计偏度误差分析的算例。     

室内噪声环境下语音信号时延估计

针对室内复杂的声学环境,结合语音信号的特点,提出了一种利用语音激励信息的时延估计算法。采用线性预测得到不同位置麦克风接收的含噪语音信号的残余误差(LPCRE),残余误差中包含激励信息,再利用残余误差的互功率谱相位(CSP),进行时延估计,性能有较大改善,且适合背景噪声为脉冲噪声或白噪声或两者混合的环境下应用。     

原子钟相位与频率估计的误差特性

本文讨论了原子钟内部的3种噪声即白色调相噪声，白色调频噪声和随机游走调频噪声对相位和频率估计的影响，分析表明，这3种噪声对相位估计和频率估计的影响完全不同，在相位估计中，选择适当的平滑长度和取样间隔可以控制估计误差，而在频率估计中，估计精度不能通过[估计器或测量设备的改进而任意提高，存在一个极限，这个极限由原子钟的内部噪声来决定。     

振动信号的幅值和相位计算方法分析

给出了基于Kaiser窗FFT频谱法、正弦逼近法和全相位时移相位差法计算振动信号幅值和相位的计算方法,并使用三种方法分别对单一的正弦信号以及混有噪声和其它频率的正弦信号进行了测试。通过测试数据对三种方法的信号处理效果进行了分析比较,阐述了不同计算方法的优缺点。比较结果显示具有抑制频谱泄漏和"相位不变性"的全相位谱分析结合高精度相位差法而得的全相位时移相位差法精度更高,应用范围更广。     

时频分析在线性调频信号相位误差估计中的应用

合成孔径雷达(SAR)使用线性调频(LFM)信号作为发射脉冲,带有相位误差的畸变线性调频信号会严重影响到雷达成像的效果．本文分析了二次相位误差对脉冲压缩信号的影响,并采用时频分析的方法对畸变回波信号进行处理．首先利用短时傅立叶变换得到信号的时频分布,再经过傅立叶插值和最小二乘拟合的方法估计出信号的调频斜率．最后用估计值对畸变信号进行相位补偿,得到了令人满意的仿真结果．     

采样序列长度及周波数对正弦参数拟合的影响

针对波形拟合法估计正弦参数时,测量条件对拟合参数带来的误差影响,进行了拟合误差界的搜索研究。选取的条件变量分别是A/D位数、幅度、序列所含波形的周波数、初始相位、直流分量以及序列数据点数。以两两联动的双条件组合方式进行误差界搜索,获得了幅度、频率、相位、直流分量、动态有效位数等拟合参数的误差界随不同条件变化而变化的曲线规律,筛分出了显著影响量和不显著影响量。并对A/D位数、序列所含波形的周波数、以及序列数据点数带来的影响进行了深入研究,获得了拟合参数的误差界呈现量子化阶梯特征的显著规律,并获得了量子化阶梯边界点估计的经验公式。该结果可用于拟合正弦参数的误差评价和不确定度估计,也可以用于在设定拟合误差和不确定度情况下,选择测量条件。     

基于CORDIC算法的单频激光干涉信号处理系统半波长误差分析与消除

为了满足纳米级分辨率和高速处理,设计了基于CORDIC算法的激光干涉信号处理系统。研究发现信号处理系统存在半波长大小的粗大误差。对该半波长误差的特点与形成机理进行了研究,研究表明该半波长误差的根源为小数相位测量存在一定的误差区间,在干涉信号相位零点附近,该误差区间导致小数相位处于［2π^-,0⁺］,具有不确定性;与整数相位结合时,可能产生半波长误差。在对半波长误差深入研究的基础上,给出修正表,提出了基于CORDIC算法相位补偿技术,以消除半波长粗大误差对激光干涉测量系统的影响。实验结果表明:在信号处理系统中,该相位补偿技术能够有效地消除半波长粗大误差,由CORDIC算法引入的总量化误差小于±0.05nm。     

电子式电流互感器校验方法研究

提出一种校验电子式电流互感器模拟量输出和数字量输出的方法,该方法基于采样测量技术,测量标准电流互感器和被校电子式电流互感器的二次输出,比较二者的差异得到被校电子式电流互感器的比值误差和相位误差。详细分析了电子式电流互感器模拟量输出及数字量输出校验方法的测量误差,论证了该方法的合理性和可行性。根据该方法研制的校验装置样机在国家高电压计量站进行了校准测试,测试结果表明,所研制的校验装置满足校验0.2及以下等级计量用电子式电流互感器的准确度要求。     

测量条件对A/D动态有效位数评价的影响

针对正弦拟合法评价A/D动态有效位数时测量条件对动态有效位数评价带来的误差影响,进行了拟合误差界的搜索研究。选取的条件变量分别是A/D位数、幅度、序列所含波形的周波数、初始相位、直流分量以及序列数据点数。以两两联动的双条件组合方式进行误差界搜索,获得了动态有效位数评价的误差界随不同条件变化而变化的曲线规律,筛分出了显著影响量和不显著影响量。并对A/D位数、序列所含波形的周波数、以及序列数据点数带来的影响进行了深入研究,获得了误差界呈现量子化阶梯特征的显著规律,并获得了量子化阶梯边界点估计的经验公式。该结果可用于动态有效位数的评价误差和不确定度估计,也可用于在设定拟合误差和不确定度情况下选择测量条件。     

阵元信号相幅非一致性对波束形成的影响

在波束形成技术中,由于各输入通道相幅的不一致性和阵元位置的误差,而将影响波束形成性能.本文以小型舷侧阵为研究对象,首先介绍了含有误差分量的波束模型,并推导了含有误差分量的波束输出能量模型.然后分别从阵元的相位误差、幅度误差和位置误差三个方面着手,理论分析和计算机仿真相结合,详细介绍了它们对波束形成的影响,对工程应用具有现实的指导意义.     

Full-field phase error compensation method based on relationship between unwrapped phase and phase error

The three-dimensional reconstruction in phase-measuring profilometry (PMP) usually involves the phase error caused by the gamma effect of the projector. In this study, the relationship between the unwrapped phase and the phase error of every pixel is analysed, and an effective full-field phase error compensation method based on this relationship is proposed for the reduction of every pixel error. In our optimized PMP system, the full-field phase error can be detected by directly fitting the unwrapped phase of the reference plane. In addition, the relationship between the unwrapped phase and the phase error can be established by creating a phase-error lookup table for the phase error compensation of every pixel. The experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed method in practical PMP, and the measurement errors can be reduced by a factor of least 10.     

Design of asynchronous phase detection algorithms optimized for wide frequency response

In many fringe pattern processing applications the local phase has to be obtained from a sinusoidal irradiance signal with unknown local frequency. This process is called asynchronous phase demodulation. Existing algorithms for asynchronous phase detection, or asynchronous algorithms, have been designed to yield no algebraic error in the recovered value of the phase for any signal frequency. However, each asynchronous algorithm has a characteristic frequency response curve. Existing asynchronous algorithms present a range of frequencies with low response, reaching zero for particular values of the signal frequency. For real noisy signals, low response implies a low signal-to-noise ratio in the recovered phase and therefore unreliable results. We present a new Fourier-based methodology for designing asynchronous algorithms with any user-defined frequency response curve and known limit of algebraic error. We show how asynchronous algorithms designed with this method can have better properties for real conditions of noise and signal frequency variation.     

A Robust Asynchrophasor in PMU Using Second-Order Kalman Filter

Phasor Measurement Units (PMUs) provide Global Positioning System (GPS) time-stamped synchronized measurements of voltage and current with the phase angle of the system at certain points along with the grid system. Those synchronized data measurements are extracted in the form of amplitude and phase from various locations of the power grid to monitor and control the power system condition. A PMU device is a crucial part of the power equipment in terms of the cost and operative point of view. However, such ongoing development and improvement to PMUs’ principal work are essential to the network operators to enhance the grid quality and the operating expenses. This paper introduces a proposed method that led to low-cost and less complex techniques to optimize the performance of PMU using Second-Order Kalman Filter. It is based on the Asyncrhophasor technique resulting in a phase error minimization when receiving the signal from an access point or from the main access point. The MATLAB model has been created to implement the proposed method in the presence of Gaussian and non-Gaussian. The results have shown the proposed method which is Second-Order Kalman Filter outperforms the existing model. The results were tested using Mean Square Error (MSE). The proposed Second-Order Kalman Filter method has been replaced with a synchronization unit into the PMU structure to clarify the significance of the proposed new PMU.     

具有新概念的运动误差及形状误差的分离法——虚位数据法

提出了一种基于信号重建的虚位数据法，用此方法，可以按需要任意选择只分离形状误差或只分离运动误差，或者任意安排分离这两类误差的先后顺序，而不必变更传统的形状误差检测－分离系统，方式灵活。