加三角窗的频谱校正

频谱校正是抑制快速傅立叶变换的栅栏效应和频谱泄漏的有效方法,但是加三角窗的频谱校正尚无文献报导。针对三角窗,给出了两种频率校正方法。第一种方法利用主瓣内的最高和次高谱线,但是需要数值法求解非线性方程。第二种方法利用最高谱线左右两侧两条谱线,它存在显式解。利用单频实正弦的仿真信号对两种算法的频率、幅值和相位等恢复精度进行了考核。结果表明:1)两种方法都显著优于传统的简单谱线近似法;2)负频率的泄漏是影响精度的重要因素。     

低频成分的频谱校正

目前已经提出了多种频谱校正方法,但是将它们应用于低频成分时,其精度显著下降,这是由于模型忽略了实信号所包含的负频率的贡献.给出了一种考虑负频率贡献的显式校正新方法,它利用局部谱峰附近的3条谱线.采用351×180个仿真样本对提出的方法进行了考核.不同仿真样本所含低频成分的周期数(CiR)从1变化到8,步长为0.02;相位从0°变化到179°.步长为1°.考察了每个CiR的180个不同相位算例的最大误差.结果表明:1)就所考查的参数范围,校正频率的误差小于0.000 6△ω(△ω为快速傅立叶频率分辨率);2)幅值和相位误差上限不超过0.3%和0.3°;3)误差的大体趋势随CiR增加而下降,精度最高的条件仍然是整周期采样.     

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。     

频谱校正的复比值法

为了抑制快速傅立叶变换(FFT)栅栏效应,已经发展了多种幅值比校正法.但是研究发现:这种方法对于实信号在有些条件下,甚至会比从FFT离散谱线直接读出的误差更大.其原因是由于实信号中负频率成分对正频率谱峰的干扰.为了抑制这种干扰,给出了复比值校正方法和复合复比值法.前者直接利用复数频谱进行校正,后者根据前者在最高谱线与其左右相邻的谱线各校正出一个频率,然后对这两个频率加权平均.仿真算例表明:复比值法对负频率成分的干扰不敏感;而复合复比值法性能优于Quinn算法.     

对两个频率相近成分作频谱校正的非迭代形式研究

双频率模型(DFM)的频谱校正是否存在类似于单频率模型(CSM)的非迭代校正形式,以及相应的校正性能尚未见文献报道。作者分析了CSM存在简单校正公式的原因,给出了DFM加矩形窗的非迭代校正式,采用包含幅度相差10倍的DFM对校正式进行了仿真考核。研究结果表明:CSM存在简单校正式的原因在于窗谱函数可以分解为超越函数与有理分式的乘积,前者在相邻的离散谱线上绝对值相等;由这两个特性可建立DFM相对简单频谱校正关系,但是除了DFM加矩形窗的情形外,其它均涉及高于2次的多项式方程。仿真考核表明,给出的校正式对幅度强的成分的误差小于幅度弱者,并且当DFM频率间隔超过两个经典频率分别率时,最后采用CSM校正式。     

电声系统测量与分析常用的重要技法——快速傅里叶变换（FFT）

文中主要介绍经常用于电声系统测量和分析的重要技法——快速傅里叶变换(FFT,Fast-Fourier Transform),这种技法在不少电声设备、电声部件、扩声系统及声学系统测量中、相关测试与分析软件的平台上经常出现,如SmaartLive软件和Smaart声学工具软件里的几种模式中。了解并掌握这种技法对顺利实施各个电声指标测量、提高测量精度、圆满完成各种电声测试任务极为重要。     

基于离散频谱校正的差分吸收光谱数据处理方法研究

差分吸收光谱法(DOAS)常利用傅里叶变换滤波法来滤除光谱数据中的噪声,但因其频率分辨率的限制,致其幅值误差较大,从而影响气体的测量精度.提出了一种离散频谱校正的差分吸收光谱数据处理方法,利用离散频谱主瓣内的谱线重心求出峰值的坐标,对幅值误差进行补偿,提高气体的测量精度.对不同浓度的SO2气体进行了浓度反演实验,结果表...     

基于FPGA的频谱仪设计

研究信号频谱在科研领域中具有重大意义,能直观深入地了解信号特征。采用Spartan-3E型FPGA设计一种简易的频谱分析仪。该系统主要包括信号采集、频谱搬移、数字混频、数字滤波、数字FFT和频谱观测。经测试,该系统能够分析信号带宽为(0~100)KHz,最低分辨率达到1Hz,将分析结果导入MATLAB后可观测到精确频谱。整个系统工作稳定,操作方便,且成本不高。     

用双窗法减小FFT谱分析估算误差

本文简述了频谱分析中能量泄漏和栅栏效应误差产生的原因,指出了能量泄漏在克服栅栏效应误差中的作用,并从减小栅栏效应带来的幅值估计误差的角度,设计了一个具有平顶窗的窗函数,分析对比了它和矩形窗函数的性能差异,在此基础上,提出了用矩形窗和本文设计的平顶窗谱窗函数联合进行普分析的双窗函数频谱估计算法,可在不同降低频谱频率分辨率的条件下,提高其幅值估计精度。     

一个通用的频谱误差校正快速算法

建立通用的频谱误差数学模型;得出利用信号频域能量信息反求信号幅值、利用信号频域能量重心信息反求信号频率的频谱误差校正算法。该算法适用于加任意对称窗的情形,且速度快、精度高,其有效性得到了数值仿真的验证。     

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。     

离散频谱的校正方法综述

回顾了近年来平稳信号处理领域中离散频谱校正的理论研究和发展现状。根据时域信号的组成结构不同,分为两个方面:一是包含单频率成分或者多个间隔较大的频率成分信号的频谱校正方法,另一方面是包含多个密集频率成分信号的频谱校正方法。综合论述了各种离散频谱校正方法的原理、特点及其在工程中的应用。最后还对利用高阶统计量进行谐波恢复和信号重构的频谱分析方法进行了阐述,并对离散频谱校正领域的发展前景进行了探讨和展望。     

利用窗函数进行爆破振动功率谱的平滑化

文章针对爆破振动频谱分析中谱峰值的准确位置不易确定,频带能量分布特征难以直观显现的问题,利用信号处理中的窗函数,采用滑动平均法对爆破振动功率谱进行平滑化,实现了爆破振动频带范围和频带能量分布的直观显现.进一步研究表明,在对功率谱进行平滑化的过程中,可以采用关窗法来进行窗函数带宽的选择,保证既不丢掉功率谱原有的趋势特点,又能很好地将重要的峰点凸现出来.     

两个密集频率成分重叠频谱的校正方法

在离散频谱分析中当频率成分比较密集时，各频率成分的谱线相互重叠，产生干涉，使谱线的幅值和相位产生误差，此时无法直接使用比值校正法对频谱的幅值、频率和相位进行校正。该文针对具有两个相互重叠频率成分的密集频谱，分析了两个重叠频率成分在复频域的叠加情况，在不增加采样长度的条件下，通过向量分解和单频率成分的识别、校正方法，推导出其校正公式。仿真研究表明，这种校正方法简单易行，可以对谱峰间距大于０．０１个频率分辨率的两个有重叠干涉的频率成分进行精确的幅值、频率和相位的校正，幅值误差小于０．０２‰，频率误差小于０．００００２个频率分辨率，相位误差小于０．００３度。     

Correction method for absorption-dependent signal enhancement by a liquid-core optical fiber

The enhancement of a dissolved chemical's Raman scattering by a liquid-core optical fiber (LCOF) geometry is absorption dependent. This dependence leads to a disruption of the usual linear correlation between chemical concentration and Raman peak area. To recover the linearity, we augmented a standard LCOF Raman spectroscopy system with spectrophotometric capabilities, permitting sequential measurements of Raman and absorption spectra within the LCOF. Measurements of samples with identical Raman-scatterer concentrations but different absorption coefficients are described. Using the absorption values, we reduced variations in the measured Raman intensities from 60% to less than 1%. This correction method should be important for LCOF-based Raman spectroscopy of sample sets with variable absorption coefficients, such as urine and blood serum from multiple patients.     

A Numerical Study of the Thermal Characteristics of an Air Cavity Formed by Window Sashes in a Double Window

Given that the Korean government is implementing what has been termed the energy standards and labelling program for windows, window companies will be required to assign window ratings based on the experimental results of their product. Because this has added to the cost and time required for laboratory tests by window companies, the simulation system for the thermal performance of windows has been prepared to compensate for time and cost burdens. In Korea, a simulator is usually used to calculate the thermal performance of a window through WINDOW/THERM, complying with ISO 15099. For a single window, the simulation results are similar to experimental results. A double window is also calculated using the same method, but the calculation results for this type of window are unreliable. ISO 15099 should not recommend the calculation of the thermal properties of an air cavity between window sashes in a double window. This causes a difference between simulation and experimental results pertaining to the thermal performance of a double window. In this paper, the thermal properties of air cavities between window sashes in a double window are analyzed through computational fluid dynamics (CFD) simulations with the results compared to calculation results certified by ISO 15099. The surface temperature of the air cavity analyzed by CFD is compared to the experimental temperatures. These results show that an appropriate calculation method for an air cavity between window sashes in a double window should be established for reliable thermal performance results for a double window.     

具有共同分量的相关数据的加权平均

对比不相关数据的加权平均法,讨论了对具有共同分量的一组相关数据的加权平均法。分析了比对数据的相关性,将相关数据的不确定度分解为共同分量与不相关分量的组合。提出了具有较好可操作性的估计比对数据溯源链共同分量不确定度的简单方法。结论为加权平均应以不相关分量的不确定度为权重因素;共同分量的不确定度是“固有”的,不随参与平均计算的数据数量的增加而减小;忽略数据相关性,不仅影响加权平均的权重,进而影响平均值,也会导致平均值不确定度计算结果偏小。以压力比对为例分析了共同分量的不确定度的评定以及不同取值结果的差异。     

一种加权有理三次插值函数的凸性分析

利用带导数的和仅基于函数值的分母为二次的有理三次插值样条构造了一类加权有理三次插值函数.在给定的插值数据条件下,通过调整插值函数中的参数和权系数,给出了插值曲线的保凸方法和该方法得以实现的充分必要条件,推广和改进了一些相关结论.这种条件是对参数和权系数的简单的线性的不等式约束,容易在计算机辅助几何设计中得到实际应用.