基于Nuttall窗插值FFT算法的谐波分析

采用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)算法进行谐波分析时不易实现同步采样和整数周期截断,由此造成的频谱泄漏和栅栏效应将影响到谐波分析的精度。加窗和插值修正算法能提高基于FFT的谐波参数计算的准确度,由此提出一种用于谐波分析的加4项5阶Nuttall窗的双谱线插值FFT算法,给出了实用的插值修正公式。实验结果表明,与Blackman-harris窗、4项3阶Nuttall窗插值FFT算法相比,该算法具有更小的计算量和更高的分析精度。     

一种基于FFT的高分辨率音频频率测量方法

传统音频分析算法中存在的栅栏效应和频率泄露现象大大降低了频率、幅度的计算精度,尤其是在快速傅里叶变换中点数较少时,直接计算出的频率误差很大。基于此,该文提出了一种加窗插值快速傅里叶变换改进算法。在该改进算法中采用加窗插值算法来减小频谱泄露,消除栅栏效应引起的误差,改进频率及幅度校正参数的计算方法,大大提高了频谱频率及幅度的计算结果精度。     

基于加窗插值FFT的电网谐波检测系统的研究

随着科学技术和国民经济的快速发展,电能的需求量也极大增长,同时电能质量越来越显示其重要性,电力部门和用户对电能质量的关注也日益增加。大量电力电子装置的迅速普及使得电网的谐波污染日益严重,谐波影响电力设备的安全使用,也对周围的通信系统和电网以外的设备带来危害。基于保护电力设备及合理利用电力资源的目的,采用DSP和单片机双CPU的结构,进行FFT变换、加窗插值等数字信号处理的方法,对电力参数进行准确、实时地检测。通过实验,得到了谐波次数及与之对应的有效值、谐波幅值及畸变率。     

基于卷积窗的插值算法研究

快速傅里叶变换是谐波分析的常用算法,当采样不同步时,则导致各谐波间的频谱泄漏和栅栏效应.在尽量减少采样间同步误差时,选择适当的窗函数,并进行插值计算,可以减少频谱泄漏和栅栏效应.已知卷积窗比余弦窗具有更小的频谱泄漏,对卷积窗插值进行分析,计算推导显示当频率偏差δ为某一特殊值时,进行卷积窗插值能有效抑制频谱泄漏,计算精确度高.     

信号频率的卷积窗比值新算法

针对传统窗函数的特性引起经典频谱校正法测频精度较低这一技术瓶颈,给出了运用卷积运算构造新窗函数的方法。以矩形卷积窗函数为例,在长度相同的条件下说明了新窗函数的优良特性;针对该新窗函数提出了基于最小二乘逼近的比值新算法,对实际的多频率信号进行频率测量研究。结果表明：该新算法可以实现信号频率的高精度测量,这种通过最小二乘逼近将复杂窗函数应用到比值校正法中的思路具有理论与工程应用价值。     

一种基于FFT的高精度频率估计算法

介绍一种适用于估计高斯白噪声背景下的信号频率的快速、高精度估计算法,以及算法原理、设计思想、流程,并使用Matlab进行仿真,给出计算机仿真结果,分析算法优劣。结果表明:本算法具有有效抑制FFT的“栅栏”效应对估计结果的影响、估计精度高、抗噪性能良好、同等精度下运算量小等优点。     

基于FFT的快速高精度正弦信号频率估计算法

提出了一种新的基于FFT的快速高精度正弦信号频率估计算法。通过分析Jacobsen算法和傅里叶系数插值迭代算法的性能,指出Jacobsen算法计算简单,精度不高;傅里叶系数插值迭代算法精度较高,但需要进行两次迭代,每次迭代均需计算两点的FFT系数,计算量较大。结合这两种算法,文中提出一种改进的高精度算法。该算法采用Jacobsen算法作为迭代初值,仅需进行一次迭代就能达到原迭代算法两次迭代的性能。仿真结果表明该算法在FFT信噪比门限以上全频段估计的均方根误差十分接近克拉美罗下限,具有较强的抗噪性能,且计算量较少,易于实时实现。     

基于谐波测量的改进余弦窗函数

电网电压监测设备在监测运行设备的电流电压波形时通常采用谐波分析法,针对传统FFT谐波分析法在电网频率波动时谐波测量会产生栅栏效应和频谱泄漏的问题,在研究余弦窗特性的基础上提出了一种改进3项余弦窗。通过频谱衰减曲线与传统余弦窗对比,采用基于数据样本的非线性拟合方法,拟合出了改进窗插值算法的谐波幅值相位修正系数,使改进窗插值算法能实际应用于谐波测量。通过谐波测量仿真对比,验证了加改进余弦窗的谐波测量准确度更高。     

基于自回归谱Marple算法的频率估计分析

和传统的FFT相比,采用AR模型进行计算得到的功率谱估计有更好的能量聚集性和频率分辨率,因而可以用来进行频率估计。本文章采用AR模型中的Marple算法进行频率估计,在Marple算法的基础上对估计理论及影响估计精度的相关的因素进行探讨,并在计算机上进行仿真,仿真结果表明Marple算法能达到很好的频率估计效果。     

基于加窗的相位相关的多谱段图像匹配

图像匹配是计算视觉领域的基本问题,多谱段图像匹配一直是图像匹配中的一个难点,被广泛应用于土地覆盖、变化检测分析、图像融合中。在利用FFT实现相位相关的基础上,针对其存在频谱泄露和边缘效应的问题,提出一种加窗预处理的相位相关法,对合成孔径雷达图像和光学图像进行匹配,并通过核回归方法生成二维窗函数。实验结果表明基于加窗的相位相关对多谱段图像匹配有效。     

快速傅立叶变换辅助设计数字低通滤波器

详尽讨论了快速傅立叶变换(FFT)应用于有限冲击响应(FIR)数字低通滤波器(DLPF)的设计和分析方法.应用FFT算法,将理想DLPF幅频特性转换到变换域,获得其变换域序列;设计窗函数对该序列开窗,获得FIR有限序列;应用快速傅立叶逆变换(IFFT)对其进行变换,获得相应窗函数可实现DLPF幅频特性.结果发现,FFT算法可获得与传统卷积算法相同的结果;不需要推算窗函数的频谱解析表达式;可以处理Kaiser窗等变换域解析式复杂、频域解析式难以精确求解的窗函数设计与分析.与传统的卷积分析法相比,FFT不仅算法简单、灵活,而且处理能力强,是分析FIR DLPF设计的有力工具.     

ISAR快速CBP成像算法研究*

对应用于逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)成像中的卷积反投影(ConvolutionBack Projection, CBP)算法进行了研究。提出了一种改进的CBP 算法,通过一次一维平移插值即可完成CBP 算法中所有的插值工作。在此基础上,对大场景采用分块并行处理。通过FEKO 中目标仿真数据的成像表明,改进算法的成像效率远高于常规CBP 算法。     

一种USB测控应答机的健壮捕获算法

在统一S频段（USB）测控应答机中频数字化处理的基础上,提出了一种健壮的相位调制(PM)信号捕获算法。针对USB测控应答机输入信号存在副载波时捕获易于假锁的问题,采用快速傅里叶变换(FFT)与锁频锁相环结合的算法,利用PM信号频谱对称的特点,快速获得残差载波的正确频率,防止捕获到副载波信号或者其他干扰信号上;采用锁频锁相环实现PM信号的精确捕获与跟踪,适应USB测控应答机大动态多普勒变化及高灵敏度的要求。通过仿真试验验证了该方案载波正确捕获的有效性,且接收灵敏度达到-121 dBm。     

基于双旋转单偶极子阵列的谱参数估计方法

为解决通道不一致性对传统极化敏感阵列长矢量模型的测向精度影响及传统长矢量多重信号分类（ multiple signal classification, MUSIC）算法实时性不高的问题,本文在传统极化敏感测向系统基础上,在阵列中心增加一个标量平面螺旋天线,利用其天线方向图的增益稳定性,作为内部源对其他矢量通道不一致性进行实时校正;然后将结合标量圆阵和快速傅里叶变换（fast Fourier transform, FFT）的快速MUSIC算法推广到矢量阵列,提出降维快速极化MUSIC算法. 仿真结果验证了此误差校正方法的有效性,且快速算法在保证测角精度前提下有效提高了算法实时性. 本文为极化敏感阵列测向提供了一种误差校正方法及一种快速实用的测向算法.     

大距离徙动情况下距离多普勒(RD)算法与后向投影(BP)算法的比较

距离多普勒(Range-Doppler,RD)算法是传统窄带／窄波束SAR的经典成像算法,它借助菲涅耳近似,只保留了斜距R(t)的线性部分和二次项。但是当距离徙动严重时,方位向二次以上的高次相位项不能忽略,这会大大降低聚焦精度。后向投影(Back-Projection,BP)算法是一种基于时域处理的成像算法,通过计算双程延时将对应信号进行相干累加,获得高分辨率SAR图像。BP算法由于用时延代替了相位的概念,故与频率无关,不存在距离徙动校正的问题。本文介绍了RD算法和BP算法的原理及算法实现,并且利用距离向插值改进了BP算法。最后,结合计算机仿真结果详细比较了这两种算法的若干性能指标,证明了BP算法比RD算法更适用于大距离徙动情况下的SAR成像。     

多频率段物理不可克隆函数

物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions, PUF)是一种用于保护集成电路芯片安全的新方法。传统的基于振荡器的PUF在产生响应过程中振荡器的振荡频率固定不变,因此存在着被攻击的隐患。该文提出一种新的利用多频率段的PUF(Multiple Frequency Slots based PUF, MFS-PUF)来解决这个问题,通过可配置的振荡器,每产生一位响应,振荡器的振荡频率便发生转移。在每一种振荡频率下,由于不可避免地制造差异,振荡器之间的频率会有微小差别,这些略有差异的频率组成了一个频率段(frequency slot),整个系统中则存在着多个频率段。各个频率段之间随机转变,相比于传统的基于振荡器的PUF,系统输入输出响应对(Challenge-Response Pairs, CRPs)的值更大,也更加不可预测,这使得攻击者使用建模攻击的复杂度大大增加,在保证了自身性能的同时增强了本身的安全性。     

An Accurate Transient Analysis of High-Speed Package Interconnects Using Convolution Technique

An accurate transient analysis of a package interconnect requires the modeling and analysis of conductor and dielectric losses, as well as other high-frequency effects of 3D structures. The skin effect and dispersion of interconnects are more accurately modeled in frequency domain. Consequently, an accurate time-domain simulation of such a system is only possible using convolution techniques. Although the convolution method is well understood, the application of windowing for frequency-dependent interconnect analysis is less so. In this paper, we present the practical considerations of window selection and its application to improve the accuracy of convolution simulators. We introduce the Tukey window and study the tradeoff between how smoothly data can be set to zero to avoid aliasing and suppress ripples and how much information tapering will discount at the edge of the window in order to obtain meaningful results. The bandlimiting effects of the Tukey window and other well-known windows are also compared. Finally, to verify the validity and accuracy of the proposed method, a wirebond PBGA package and a PCB-connector system are analyzed using the scattering parameters obtained from simulation and measurement, respectively.     

语音信号的线性预测分析在DSP上的优化实现

语音信号的线性预测分析是语音压缩中的一个重要环节，占据语音压缩计算中的大部分时间，为提高语音压缩的速度，在C54x系列DSP上用汇编语言实现了语音信号的线性预测分析，并对其进行优化。最终可以使代码的运行时间减少到原来的5％左右。     

基于FPGA的高速实时三通道脉压处理器研究

脉压一直是雷达处理系统中的关键技术,本文研究了一个基于FPGA芯片Xx2v500的三通道高速实时数字脉压系统。针对脉压算法的特点,提出了一种硬件共享的结构,节省了系统资源,通过硬件的并行结构加快处理系统,从而使系统达到能在96．23μs内完成三路512点信号的脉压。用块浮点的算法改善了定点算法的精度,兼顾了系统的速度和精度。