采样频率对积分声级计时间平均特性影响的研究

本文指出了影响积分声级计时间平均特性的主要因素，着重分析了采样频率对于以两次平均的方式给出ＬＡｑ的积分声级计时间平均特性的影响，并通过实验验证了这一分析，最后指出，要使这种积分声级计的时间平均等牲达到有关标准和规程规定的要求，采样频率应不低于１０００Ｈｚ。     

双线性变换中的频率失真

研究了双线性变换中的频率失真，对于二阶系统，提出了二阶差分方程的点阻效应的概念，导出了频率失真的误差关系式，对于一阶系统，通过考察（－3dB)通带边缘频率，推导出频率失真的误差关系式，这些关系式的正确性通过几个例子获得了验证，研究结果表明，双线性变换中的频率失真与采样频率与系统本身的特性有关，当系统特性确定后，增加采样频率，可以减少误差，实际应用中，对于二阶系统，采样频率至少是系统固有频率的15倍，对于一阶系统，应使采样频率和时间常数的乘积大于2，从而可使频率失真较小。     

粉尘仪检定装置稳定性的考察

粉尘仪检测过程中,由于颗粒物气溶胶相态的非连续性,和颗粒物运输扩散过程的碰撞、粘结效应,导致某一观测点监测到的粉尘瞬间浓度是不断变化的,表现为仪器示值的波动性。示值波动性与仪器采样频率有关,频率越高,浓度信号的波动性越显著;采样频率降低,则长时间的平均作用会把这种浓度波动平滑和弱化。因此,粉尘仪检定装置的稳定性考核结果与所用的粉尘仪采样频率有关;检定装置浓度波动较快时,降低粉尘仪的采样频率(延长采样时间),考察得到的稳定性较好。     

H—S波前传感器时域采样频率对探测误差的影响

波前传感器是自适应光学系统的重要组成部分。讨论了Ｈａｒｔｍａｎｎ－０Ｓｈａｃｋ－（Ｈ－Ｓ）波前传感顺的采样频率对探测误差的影响，理论分析结果说明，时域采样频率引入的探测误差Ｈ－Ｓ波前传感器的重要误差源，其大小随时域采样频率的增大而下降。     

旋转叶片异步振动的频率识别技术

基于非接触式叶尖定时测振原理，针对叶片异步振动的欠采样问题，采用“5＋2”双采样速率方案进行采样，通过频率辨识技术来获得叶片的真实振动。将实验测得的振动频率与应变片法测量结果进行比对表明，所测频率与叶片振动的坎贝尔曲线一致，是叶片振动的真实频率。同时，比对结果验证了测量方案的正确性，也说明了该辨识技术具有很高的实际应用价值。     

变时基采样锤击法高精度传递函数的估计

传统锤击法试验模态分析时面临着高采样率带来噪声干扰、频率分辨率不足的问题，应怀樵等人发明了对力锤信号使用高采样频率、对响应信号采用较低采样频率的变时基采样技术（VTB），一定程度上改善了测试结果，但仍然存在变时基采样设置不灵活，传递函数在固有频率半功率带宽里分辨率不足、精度不高的问题。基于连续傅里叶谱变换、Chirp-z变换方法，提出一种新的锤击法变时基传递函数高精度估计方法，可很好地解决传统变时基技术存在的问题。并采用数值模型、悬臂梁现场测试进行验证，结果表明所提出的算法优于传统等时间间隔采样技术，比传统变时基技术更为灵活，得到的传递函数质量较好，使得变时基采样技术具有较高的识别精度，可解决高采样率与频率分辨率不足的问题。     

声呐信号的现场数据采集器

本文提出了一种不受微机采样速度的影响，采样频率仅仅只取决于Ａ／Ｄ器件的采样频率，只要选择高速Ａ／Ｄ，就能做成一个高速的数据采集系统。本文给出了该系统的工作原理框图以及时序关系图。并对其工作原理作了简单的介绍，并给出了实际应用时的图片和工作时的程序。     

带通信号的三类采样频率区间确定与解释

本文首次将带通信号采样频率依其离散后的频谱结构有无混淆及混淆特点分为三类，并推出了三类采样频率区间的确定公式和图形、表格解释及其理论频谱图示。     

基于非均匀周期采样的随机共振研究

随机共振的参数调节过程比较复杂,而且一般要求采样频率不低于信号频率的50倍以上才能实现随机共振。该文借鉴非均匀采样的思想,提出基于非均匀周期采样的随机共振实现方法,对不同采样频率下的采样数据进行随机共振,并利用非均匀采样傅里叶变换进行频谱叠加分析,可以实现只需简单确定随机共振参数即可得到特征信号成分。此种方法还可以在采样频率小于50倍信号频率时,依然能够得到特征信号频率成分。数值仿真和故障模拟实验研究验证了该方法有效的应用性。     

水声测量中的宽频技术应用方法

讨论一种基于宽频分析技术进行水声测量的方法——宽频噪声比较法。该方法从频域分析的角度出发,根据水声测量的实际需要,通过修改Welch法理论,以噪声为信号源,运用现代信号处理技术和数字化硬件系统,实现了水听器的宽频噪声比较法校准系统在宽频范围内的快速高效测量,是对单频脉冲比较法的一个重要补充。对于高Q值水声换能器的测量,避免信号瞬态效应的影响,采用宽频噪声技术更有优势。还对不同采样频率条件下的测量结果进行了比较．结果表明宽频噪声比较法采用脉冲序列内多个脉冲处理结果累加取平均的方法,可以降低对采样频率的要求,或者在设备最高采样频率一定条件下可以实现更高频率范围的测试。     

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。     

FFT幅相联合的快速高精度频率估计方法

快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）常用于信号频率估计,采用填零的方法可降低幅度谱频率搜索间隔的量化误差,但是会使频率估计的计算量成倍增加。本文提出了一种FFT幅相联合的快速高精度频率估计算法,首先利用信号采样的频谱序列和尾首样本差确定幅度谱及峰值位置,然后由频谱序列在幅度谱峰值位置和信号采样的尾首样本差来确定频率搜索间隔的量化误差校正值。因此,所提方法同时利用了幅度谱峰值的位置信息与相位信息。分析结果表明,与仅基于幅度谱搜索的FFT算法相比,所提方法的计算复杂度更低,且定位精度更高。     

全相位频谱校正技术在水声通信中的应用研究

多普勒效应是影响水下移动通信性能的主要因素,准确估计多普勒频移对提高通信系统可靠性具有重要意义。在进行离散频谱分析时,时域非整周期截断会造成频域能量的泄漏,导致频谱估计精度降低。全相位频谱分析具有良好的抑制频谱泄漏特性及相位不变性。仿真验证了全相位频谱校正技术相对于传统频谱校正技术在估计性能上的优势,并在此基础上探讨了全相位频谱校正技术在水声通信中的应用。采用全相位频谱校正技术进行多普勒频移估计,进而进行多普勒补偿以降低通信系统误码率。仿真结果表明,全相位频谱校正技术能够实现高精度多普勒频移估计,从而提高水下移动通信系统的可靠性。     

基于调制FFT的谐振式SAW传感器快速频率估计算法

针对高动态环境下的谐振式声表面波（Surface Acoustic Wave,SAW）传感器快速精确频率估计,提出一种基于调制快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）的谐振式SAW传感器快速频率估计算法。对单次谐振式SAW传感器回波信号进行N点取样后进行调制FFT计算,获得回波信号频谱,然后利用最大谱线的两相邻谱线取代I_Rife算法频谱细化后的谱线对频率偏移因子进行估计,最后使用频率偏移因子对最大频谱频率进行修正。该算法较I_Rife算法不需要判断频率修正方向,减少了3N次复数乘法和4（N-1）次复数加法运算,频率估计均方根误差的平均值减小了26%。该算法在提高精度的同时,实现了对谐振式SAW传感器的快速频率估计。     

半功率带宽法与INV阻尼计法求阻尼比的研究

半功率带宽法是国内外常用的测试阻尼的方法，笔者发现半功率带宽法由于受到信号处理中的①采样频率SF②频率分辨率△f③采样频率与信号频率之比K④采样分析的长度T和⑤阻尼比D的大小等因素的影响使得测得的阻尼比值波动很大，除少数状态是可信的外，多数状态是不稳定的，有时误差惊人，得到的测试数据不能使用，易导致错误的结论。文内提出了一种创新的INV阻尼计法，它具有高精度、高准确率、操作方便等特点，使阻尼比测试有了一个突破。文内把两种方法与时域波形衰减法求阻尼比进行了对比分析，以供同行专家参考。     

相关时延估计误差对测频误差的影响

声学多普勒测速技术采用宽带编码信号进行多普勒频移估计时会产生测频误差,该误差来源主要分为两种：（1）宽带信号频谱不对称;（2）相关时延存在估计误差。文章主要讨论相关时延估计误差对测频误差的影响,分析了其产生的原因以及该误差对测频误差的影响。忽略相关函数简化误差以及滤波后频点不对称,推导得到由相关时延估计误差导致的测频误差的解析式。进行了仿真和湖试数据分析,不同频移下的测频误差与理论测频误差一致,不同填充系数下的实际测速误差与理论测频误差变化趋势相同。该对比结果验证了相关时延估计误差会对测频误差产生影响,证明了由相关时延估计误差导致的测频误差的解析式可信。     

An estimate of the truncation error in the asynchronous sampling of ac signals containing inter- and subharmonics

The estimation of the truncation error in the asynchronous sampling of an ac signal containing sub- and interharmonic components is considered. The expressions derived enable one to choose the optimum method and the necessary number of samples of a complex input signal. The limits of the error of the method of signal processing are determined taking the effect of sampling into account. Mathematical modeling of the procedure for estimating the possible truncation error is carried out.     

Time-domain calculation of spectral centroid from backscattered ultrasound signals

Spectral centroid estimation from backscattered ultrasound RF signals is the preliminary step for quantitative ultrasound analysis in many medical applications. The traditional approach of estimating the spectral centroid in the frequency domain takes a long time because discrete Fourier transform (DFT) processing for each RF segment is required. To avoid this, we propose time-domain methods to estimate the spectral centroid in this paper. First, we derive the continuous-time-domain equations for the spectral centroid estimation using Parseval's theorem and Hilbert transform theory. Then, we extend the method to the discrete-time domain to ease the implementation while maintaining the same accuracy as the calculation in the frequency domain. From the result, we observe that it is not practical to apply the discrete-time equations directly, because a high sampling rate is needed to approximate the time derivative in the discrete-time domain. Therefore, we also derive the feasible version of the discrete-time equations using a circular autocorrelation function, which has no constraints on the sampling rate for real RF signals acquired from pulse-echo ultrasound systems. Simulation results using numerical phantoms show that the time-domain calculation is approximately 4.4 times faster on average than the frequency-domain method when the software's built-in functions were used. The average estimation error compared with that of the frequency-domain method using DFT is less than 0.2% for the entire propagation depths. The proposed time-domain approach to estimate the spectral centroid can be easily implemented in real-time ultrasound systems.     

残周期正弦波形参数拟合及其应用

介绍了残周期正弦波拟合问题的难点及解决思想:以无需初始值预估计的模型拟合方式,化解残周期波形时信息不够全面的问题,从而一举解决了残周期条件下的正弦波形最小二乘拟合问题。针对残周期条件下的正弦拟合的特殊性,介绍了正弦波局域失真的思想及概念,以及适应于局域波形的噪声信号比的概念,并给出了噪声信号比对于正弦参数拟合误差的影响规律。针对残周期正弦波拟合的应用,给出了几个典型的应用事例,包括超低频正弦参数的快速估计、AM和FM信号波形的数字化解调、冲击波形峰值的精确估计、其它正弦波拟合算法的初始值估计等。证明了方法的有效性、可行性和工程实用价值。