基于多段自相关信号及MC法的频率估计算法

针对近程LFMCW测距雷达中频信号规则区较短导致的中频信号频率估计精度不高的问题,在分析自相关信号特点基础之上,提出基于多段自相关信号及MC算法的频率估计算法。首先,利用自相关函数得到多段自相关信号;然后,通过对多段自相关信号进行时域平均,获得平均自相关信号;最后,利用频率估计的MC算法计算平均自相关信号的频率,得到频率估计值。计算验证和实测实验表明,在信噪比为-10~15 d B时所提算法频率估计精度高于MC算法及其现有改进算法,改善了LFMCW雷达的测距精度。     

非整周期采样信号频率估计的相频匹配方法

为提高非整周期采样信号的频率估计精度,提出一种非整周期采样信号频率估计的相频匹配方法。首先,为抑制信号非整周期采样对自相关的影响,对采样信号进行加窗自相关;其次,根据加窗自相关信号初相位为零的特点生成参考信号,实现参考信号与加窗自相关信号的相位匹配;最后,根据柯西不等式,利用参考信号和加窗自相关信号构造反映参考信号和加窗自相关信号频率匹配程度的误差函数,误差函数最小值对应的频率即为信号频率估计值。计算验证和LFMCW雷达测距实验表明该方法不受信号非整周期采样的影响,有效地提高了非整周期采样信号的频率估计精度,改善了LFMCW雷达的测距精度。     

音频信号分析仪

系统采用Atmega128单片机作为主控制器,并运用快速傅里叶变换(FFT)对音频信号进行频谱分析。输入音频信号经过双门限电路处理后,一路送入A/D采样,另一路经真有效值电路转换后送入A/D采样,结果经单片机处理,最后送液晶显示。该系统测量信号频率范围覆盖20 Hz～10 kHz,电压峰值范围10 mV～10 V,FFT得到的频谱分辨率为20 Hz,最终可得到音频信号的频谱与正弦信号失真度。     

低截获概率雷达信号检测方法的优化及应用

针对利用循环谱理论检测低截获概率(LPI)雷达信号存在计算量大的问题,提出了一种优化的快速傅里叶变换(FFT)累积算法来更新信号处理设备的软件程序。分析了原软件中信号处理的过程,提出了采用并行流水型结构的优化方法;利用前一个滑动窗口内采样信号的FFT,推导出下一时刻采样信号序列的FFT;通过减少重复采样点,减少计算量。然后,利用循环谱检测中4个象限的循环谱的对称性,减少计算象限数,并采用一维搜索进行峰值检测,从而进一步减少计算量。理论推导显示,改进方法减少了计算复杂度和计算量。最后,利用提出的方法对常用的线性调频(LFM)和二进制相移键控(BPSK)信号进行了分析。结果表明,在相同条件下,利用改进的算法及一维搜索,计算时间可缩短为原算法的1/25左右。另外,算法改进后检测信号的幅度值仅减小了不到10%,不影响后续处理对循环谱参数的估计。     

基于DSP的车载机车信号检测系统

以双TMS320F2812为采样及数据处理核心,设计了实时通用式机车信号检测系统.通过感应线圈收集轨道信号并经调理后输出,应用采样DSP的内部A/D模块采样,通过SPI传输到数据处理核心芯片,应用欠采样定理对信号进行处理后进行FFT变换实现键控移频信号解调及相应频谱分析得到编码规则及相关行车指令.系统采用双机备份设计保证可靠性.经实际应用证明:该系统在强电磁干扰较环境中能稳定运行,系统具有较高的频谱分辨率及实时性.     

基于加窗频移算法的谐波和间谐波检测方法

在电力系统谐波和间谐波的检测中,加窗插值算法在一定程度上解决了频谱泄漏问题,但在非同步采样下,存在非同步采样误差。该文将频移算法引入到FFT算法检测谐波和间谐波中,该方法首先对原始采样信号离散后进行数据加窗截断,来抑制谐波间频谱泄漏,再利用频谱搬移的方法使采样序列的峰值谱线与同步采样的真实谱线重合,以减小或消除同步误差,最后对频移信号进行FFT,计算出各次谐波参数。通过对加窗插值算法和加窗频移算法的实验仿真比较,结果证明了在噪声干扰下加窗频移算法具有更高的分析精度和良好的抗噪性。     

基于整周期自适应采样液位雷达信号处理算法

线性调频测距雷达回波信号是频偏00MHz的中频信号,精确地谱分析算法是实现精确测距的前提.在分析中频回波信号特征基础上,建立了回波基频信号与距离的关系.基于DSP技术和整周期自适应采样算法实现了信号的倍频采样,有效地提高了计算速度,避免了谱泄漏和截断误差.实现了液位的实时在线高精度测量.     

MIMO雷达正交线性调频信号源系统的设计

MIMO雷达需要正交线性调频连续波(LFMCW)信号源。针对传统方案无法产生严格正交信号、实现线性调频信号困难、系统干扰较多的问题,设计了基于DDS技术的MIMO雷达正交线性调频信号源。系统以FPGA为主控单元,采用AD9854为核心搭建控制模块,经差分放大电路进行信号调理,结合上位机最终实现输出1~40 MHz的频率可实时程控双路正交单频正弦信号、三角线性扫频信号。通过实验测试,输出频率达40 MHz,峰峰值达5 V,信号稳定度达10-4,信号模式灵活可调,满足正交LFMCW信号源的要求。     

烧结混合料矿槽料位在线检测系统

以国内某大型钢铁集团炼铁厂混合料矿槽料位为具体对象，分析了LFMCW雷达测距原理以及FFT和Chirp—Z相结合的信号处理方法，利用了面向对象技术、数据库技术和软件工程等，并结合计算机网络技术研制出一套实用的混合料矿槽料位在线检测系统。系统对混合料矿槽料位进行在线实时监测，实现了数据采集、数据传输、分析处理、组态设置和声光报警等功能。系统具有趋势分析及报表管理功能。     

基于可触发环形振荡器的高精度时间间隔测量

提出了一种新的高精度时间间隔测量方法,该方法利用代表事件的短脉冲去触发一个高速环形振荡电路,产生一个与该事件同步的时钟信号,该时钟信号随后被用作模-数转换器(ADC)的采样时钟去采样一个正弦参考信号。因此,两个事件之间的时间间隔被映射成正弦参考信号上的两个点之间的初始相位差,随后对有限数量的样本进行全相位快速傅里叶变换(ap FFT)运算,准确地计算出这个初始相位差,进而可以准确获得两个事件之间的时间间隔。该测量方法降低了工程实现的难度,当正弦参考信号的频率为10 MHz,ADC的采样频率为133 MHz、分辨率为12 bits,ap FFT运算点数为4 096时,可以获得约2. 8 ps rms的单次测量精度和约1ps的时间分辨率,误差分布接近正态,实验结果与基于理论分析的误差范围一致。