基于LabVIEW的频谱分析仪测量调频频偏的方法

调频就是调制信号引起被调制载波的频率发生瞬时变化。频谱分析仪是一种在频率域对被测信号进行定量分析的仪器,通过对频谱分析仪的设置,可以利用它测量调频信号。本文研究了调频信号在频率域的信号特征,设计并实现了基于LabVIEW的频谱分析仪测量调频频偏的方法。一、调频信号的特征分析     

振动调频信号的时延二次变换解调研究

调频信号在频谱上具有与调幅信号相同的频率分布特征，然而，轴承和齿轮故障诊断中常用的解调方法却只适用于调幅信号，不能分析调频信号。基于以上问题，从确定调频信号频率分量幅值的贝塞尔函数的性质出发，分析了平方解调法不能对调频信号进行解调的原因。分析过程中发现由于贝塞尔函数的一些特殊性质，使得常用的解调方法不再适用于调频信号。针对这个原理，本文提出利用时延二次变换（信号与时延信号的乘积）打破调频信号边频分量的贝塞尔函数的特殊性，使得变换之后的信号中包含有调制频率，从而实现了对调频信号的解调。     

一种新的估计瞬时频率的方法—经验包络法

常用的求取瞬时频率的方法,希尔伯特变换,会出现无法解释的负频率和明显的端点效应。标准希尔伯特变换克服了希尔伯特变换出现负频率的缺点,但仍然有端点效应。为了避免希尔伯特变换,基于信号的经验调幅调频分解,论文提出了一种新的求取瞬时频率的方法—经验包络法(empirical envelope method,简称EE）。经验包络法本质上是先通过经验调幅调频分解获取纯调频信号,然后对其求导,再对求导的结果进行经验调幅调频分解,提取出包络信号,便可获得原信号的瞬时频率。论文首先给出了经验调幅调频分解的详细过程,然后给出了经验包络法的原理和具体步骤,最后采用仿真信号将经验包络法与希尔伯特变换、标准希尔伯特变换和反余弦法进行了对比,分析结果表明了经验包络法的优越性     

基于稀疏分解的多分量线性调频信号参数估计∗

本文提出了一种多分量线性调频信号的参数估计方法。基于过完备Gabor字典的Matching Pursuit算法,可以将信号表示为Gabor原子的线性组合。这些原子有效的揭示了信号的内在时频结构特征,是信号的一种稀疏表示。本文直接利用分解得到的稀疏信息对信号中调频分量的调频率、初始频率和结束频率进行估计。仿真结果显示,该方法适用于存在强有意干扰或者有色噪声的环境。     

基于广义解调时频分析和瞬时频率计算的阶次谱方法在齿轮故障诊断中的应用

针对齿轮启停过程中故障振动信号的调频特性,提出了基于广义解调时频分析和瞬时频率计算的阶次谱方法,并将其应用于齿轮瞬态信号的分析。广义解调时频分析是一种新的时频分析方法,它可以将多分量的信号分解为若干个瞬时频率具有物理意义的单分量信号,每个单分量信号可以是调幅-调频信号,因此非常适合处理多分量的调幅-调频信号。而当齿轮发生故障时,其启停过程中的振动信号就表现为多分量的调幅-调频特征。在基于广义解调时频分析和瞬时频率计算的阶次谱方法中,首先采用广义解调时频分析方法将齿轮瞬态信号分解为若干个单分量信号,然后计算各个分量的瞬时频率,再对其瞬时频率信号进行重采样,最后对重采样信号进行频谱分析得到阶次谱,从而提取齿轮振动信号的故障特征,判断齿轮的工作状态。仿真信号和实验信号的分析结果表明了该方法的有效性。     

齿轮故障振动啮合调幅调频信号分离方法

齿轮故障时振动信号中同时存在调幅调频信号。基于齿轮故障振动啮合调制信号数学模型,利用平方幅值解调和基于调频信号与第一类贝塞尔函数之间关系的频率解调方法,分别建立关于调幅和调频参数的非线性方程组;再应用最小二乘优化算法求解参数,提出一种调幅调频信号准确分离的新方法。并将离散频谱校正技术用于提高该分离方法的准确性。仿真结果表明：该方法精度高,抗干扰能力强;分离出的调频信号比希尔伯特变换和基于能量算子解调求解的调频信号精度高。实验分析表明,不同故障分离的调幅调频信号存在明显的特征和差异,从而为齿轮箱故障提供了一种新的诊断方法。     

时延自相关解调频原理及其在齿轮故障诊断中的应用

当齿轮发生故障时,调幅和调频现象往往同时存在,但是传统方法通常只适用与解调幅,而不能解调频。同时振动信号中常含有大量的噪声,严重的影响了解调结果。由于高延迟的自相关函数具有受噪声影响比较小的特点,已有文献用时延自相关法解调幅,但是用做解调频还鲜有研究。为此,从理论上分析了调频信号和调幅调频信号的自相关函数,得出调频信号的自相关函数是调幅信号,调频调幅信号的自相关函数仍然是调幅调频信号,且其调制频率不变。这样就从理论上说明了时延自相关解调法是解调频和解调频的通用方法。最后通过仿真实验和实例分析,表明了时延自相关解调法不仅能有效的解调频,而且具有较好的抗噪性。     

雷达调频编码脉冲信号的设计与处理

现代雷达为获得较高的距离分辨力通常采用编码频率脉冲串信号和步进频率脉冲串信号,但都存在数据率低和较为严重的距离-多普勒耦合问题。在研究这两种信号特点的基础上,提出了调频编码脉冲信号形式并给出了相应的信号处理方法。经仿真对比可见,该信号形式及其处理方法能同时解决步进调频信号高距离-多普勒耦合、低数据率两大问题,具有较好的联合分辨力。     

一种基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法

在线调频小波路径追踪算法和稀疏信号分解的基础上,提出了一种基于多尺度线调频基的稀疏信号分解方法.该方法采用多尺度的线调频基函数对信号进行投影分解,通过从不同的时间支撑区内投影系数最大的的基函数集合中寻找出使分解信号能量最大的基函数组合,逐次获得分析信号中能量最大的信号分量.该方法可以有效地分解出频率变化呈线性或曲线型的多分量信号,且不存在二次型时频分布的干扰成分,具有良好的时频聚集性和较高的频率拟合精度,非常适用于机械振动非平稳信号的分解.将该方法与EMD方法进行了比较,验证了方法的有效性.     

超声波测振信号的能量算子解调方法

连续超声波束遇到振动物体表面会产生多普勒效应,反射超声波信号是受振动信号调制的非线性调相信号。对反射波信号求导获得调幅调频信号,再采用能量算子对称差分法,求取该调幅调频信号的瞬时幅值及瞬时频率。鉴于超声波反射回波信号存在幅值衰减现象,而超声波频率不易受外界干扰,故通过调幅调频信号的瞬时频率提取被测物体的振动速度,并由振动速度求导得到振动加速度。同时,从幅值及频率两个方面探讨振动测量范围。仿真及实验结果表明:基于能量算子的超声波测振信号解调方法能有效地提取振动信号,与传统的相位解调方法相比,具有更大的测量范围。     

30kV高压脉冲电源及其废水降解电离试验

根据高压间隙放电的特性,设计了一种频率可调的高压脉冲电源.试验表明,高压脉冲电源输出电压可达30kV,频率范围为10～200Hz,应用于难降解有机废水的高压电离处理及与臭氧协同处理中,取得了较好的效果.     

频率计“时间间隔”参数自动校准的方法研究

主要介绍了利用新研制的通用仪器综合校准系统 ,在实现频率计类仪器“时间间隔”参数自动校准时 ,对相关仪器连接、校准方法以及软件设计等问题 ,提出了一种间接测量单线时间间隔的方法。     

一种提高单片机内嵌式A/D分辨力的方法

单片机内嵌式Ａ／Ｄ的使用要比外置式Ａ／Ｄ简单、方便，且容易获得更高的信噪比，但其分辨力相对比较低，难以满足精密测量的使用要求。本文介绍了一种提高单片机内嵌式Ａ／Ｄ转换器分辨力有效实用法，简单外转电路和单片机内部软件计算可以将原分辨力将提高１￣３倍。     

Application of the Piezoelectric Capillary Injector in Analog Recording

A piezoelectric capillary injector is considered. It has been used instead of the pen in an analog recorder. The advantage with this method is that the amount of ink can be modulated and the line width becomes independent of pen and paper speeds. For this purpose the frequency of the electric pulses to the injector has been modulated by the pen and paper speeds and the results are compared with the results of constant frequency. It has also been shown how the injector can be used to print some digital values at the same time that the curve is drawn.     

低镜面反射硅镀膜玻璃的微结构调制

通过反射率、透射率参量测试和高分辨电镜分析 ,研究了硅薄膜中微晶粒数量、尺寸和分布对镀膜玻璃镜面反射效果的影响。发现通过一定的热处理工艺可以调整硅膜中的晶粒状况 ,得到硅微晶粒数量众多、分布弥散且晶粒大小在数十至数百纳米的硅 /非晶硅复合薄膜 ,使入射光产生漫散射进而有效降低镜面反射所造成的光污染。     

混合机配料自动控制系统设计

介绍了一个混合机配料自动控制系统,上位机采用PC机,下位机采用西门子SIMATICS7-200的可编程控制器,描述了系统的硬件组成、软件设计和上下位机实现点对点的通讯方法.在实际生产中,该自动控制系统可以提高配料精度、产品质量和劳动生产率,可以消除误操作、实现混合机的升级换代.     

633nm He—Ne碘稳频激光波长的国际比对

１９９７年７月,在北京中国计量科学研究院进行了由国际计量局组织的碘稳频６３３ｎｍＨｅ－Ｎｅ激光波长基准的多边国际比对,进行了频率稳定度、频差及相应的压力位移、功率位移和调制位移测量实验。测量工作以ＢＩＰＭＰ３激光器为参考,最后给出以ＢＩＰＭ４激光器为基准的最终测量结果。     

变频驱动并联水泵变压变流量运行优化调度

分析了变频驱动并联水联水泵变压变流量运行优化调度问题的常用建模方法,并比较了各种方法的优劣。常用的方法是以水泵轴功率作为目标函数,以供水指标和高效区为约束条件。另一种方法是以满足扬程指标时的实际流量与所需流量之差的二次方作为目标函数,以水泵的高效区作为约束条件。提出了一种新的建模方法,模型物理意义与实际工况严格相符,具有较高的精度,满足了工程中对水泵切换频率尽量小的要求。仿真结果表明该方法是有效的。     

扫频反射系数调试的一种实现方法

现阶段的驻波扫频测量调试大多采用网络分析仪,但是对器件进行驻波扫频调试时,特别是调试时间较长的情况下,可以用扫频反射计,所用设备为一台高方向性定向耦合器、一台精密衰减器和一个标准失配负载或全反射短路负载;在信号源的输出定标很准确的情况下,可以不用精密衰减器调节衰减量,改为直接调节信号源的输出电平,设定出所需反射系数进行器件的反射系数调试,此时所用设备少,在实验室内很容易实现.笔者对此时装置的不确定度进行了分析,结果表明,采用短路负载来设定反射系数效果会好得多.     

超精密装置PID振动控制系统的仿真研究

 在仿生啄木鸟头部独特生物构造和隔振机理的基础上，采用主动隔振技术建立了超精密装置隔振系统结构及动力学模型． 结合超精密装置隔振系统的结构特点和性能要求，采用闭环PID主动控制系统，用Matlab软件进行了仿真分析．仿真分析结果表明，该振动控制系统宽频率范围内具有良好的减振效果，该系统可应用于超精密\测量、超精密制造设备的隔振领域．