一种基于DFT的相位差测量方法及误差分析

阐述了一种利用离散傅里叶变换实现两余弦信号间相位差测量的方法，分析了影响相位差测量精度的因素，给出了仿真结果及结论。     

基于加窗DFT在科氏流量计信号处理中的应用

科里奥利质量流量计是一种直接测量质量流量的流量计,针对其对相位差估计精度的要求,采用一种基于加窗离散傅里叶变换(DFT)的相位差测量算法进行研究。该算法不需要整周期采样,可应用于含有谐波的信号。与传统的相位差估计算法进行仿真对比研究,通过分析噪声对估计精度的影响,研究一种改善估计精度的方法。仿真结果表明,该算法实用性好,满足科氏流量计对精度的要求。     

一种基于DFT的相位差测量方法及误差分析

阐述了一种利用离散傅里叶变换实现两余弦信号间相位差测量的方法,分析了影响相位差测量精度的因素,给出了仿真结果及结论。     

一种基于DFT的DCT改进算法的研究

离散余弦变换（DCT）是一种广泛应用于信号处理、图像处理领域的重要工具,并已被多个国际标准所接受。将DCT应用到实际系统中的前提是具有能够快速实现的算法。给出了一种基于DFT的DCT/IDCT的实现,它避免了变换序列长度的限制。由于DFT可以由FFT实现,所以这种实现方式进而利用到FFT的优势。在满足输入序列长度满足一定条件的情况下,对所提出的算法做了进一步的优化,使得DCT的实现更加容易。     

基于FPGA的高精度相位差测量算法实现

首先介绍了两种高精度相位差测量算法,一种是基于直接数字频率合成（DDS）的相关测量法,另一种是基于快速傅里叶变换（FFT）的FFT测量法。其次,通过理论仿真分析两种算法在不同信噪比和数据长度下的性能,并在此基础上给出了硬件平台的设计方案。最后,基于高性能的FPGA芯片XC5SX95T,搭建了硬件实验平台,完成了两种相位差测量算法的硬件实现。经过实测,该硬件平台能够达到良好的相位差测量精度。     

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FFT的高精度相位测量系统设计

针对模拟相位测量电路中存在的精度不高、测量系统体积较大等问题,设计了基于FFT的高精度相位测量系统,该系统以FPGA为控制与运算核心,用16位模数转换芯片AD7606对2路同频信号进行数据采集,采集的数据送至FPGA后,采 用快速傅立叶变换法(FFT)进行相位差计算,结果传输到上位机,采用 ３σ 准则和均值滤波方法剔除粗大测量值后,显示出相位差。经测试,系统的相位测量精度能够达到±0.05°,分辨率达到0.001°,符合预期设计目标,与传统的模拟相位测量法相比,该相位测量系统实现了数字化,集成化,测量精度高,能够满足实际测试要求。     

改进的算术傅立叶变换（AFT）算法

算术傅立叶变换（AFT）是一种非常重要的傅立叶分析技术。AFT的乘法量少（仅为O（N））,算法结构简单,非常适合VLSI设计,具有广泛的应用。但AFT的加法量很大,为O（N∧2）,因此减少AFT的加法运算是很重要的工作。本文通过分析AFT的采样特点,给出了奇函数和偶函数的AFT的改进算法。然后在此基础上给出了一般函数的AFT的改进算法。改进算法比原算法的加法运算量降低了一半,因此计算速度快了一倍。本文改进的偶函数和奇函数的AFT算法还分别可以用来计算离散余弦变换（DCT）和离散正弦变换（DST）。     

加窗插值FFT的谐波分析算法研究

由于计算误差,尤其是相位计算误差,快速傅里叶变换(FFT)不能直接用于谐波计算.本文讨论了FFT算法的泄漏效应,提出了一种基于加窗插值算法的改进算法.这种新算法显著改善了FFT精度,可应用于高精度谐波分析上.     

离散余弦变换的改进的算术傅立叶变换算法

离散余弦变换(DCT)是数字图像处理等许多领域的重要数学工具.本文通过一种新的傅立叶分析技术——算术傅立叶变换(AFT)来计算DCT.本文对偶函数的AFT进行了改进.改进的AFT算法不但把AFT所需样本点数减少了一半,从而使所需加法计算量减少了一半,更重要的是它建立起AFT和DCT的直接联系,因而提供了适合用于计算DCT的AFT算法.本文推导了用改进的AFT计算DCT的算法并对算法进行了简要的分析.这种算法的乘法量仅为O(N),并且具有公式一致,结构简单,易于并行,适合VLSI设计等特点,为DCT的快速计算开辟了新的途径.     

基于改进DFT相位差的正弦波频率估计

针对基于离散傅里叶变换( DFT)相位差的正弦波频率估计方法对频偏敏感的问题,提出了一种改进DFT相位差频率估计方法。首先推导了DFT相位差法频率估计的均方误差,然后提出了基于Rife插值的改进DFT相位差频率估计方法,较好地解决了正弦波频率估计对频偏敏感的问题。仿真实验结果表明,改进方法在各种频偏下均能取得较高的估计精度,估计性能接近克拉美罗限( CRLB)。     

移相相关法计算相位差的研究

为了提高相位式测距仪的测量精度,采用移相相关方法来估计两同频正弦信号的相位差。首先将每路信号移相2π后和原信号做相关来计算自相关,以减少噪声的影响;其次用少许数据初步估算相位差,并将一路信号移相,使两路信号的相位差移到π/2（或3π/2）附近;然后用较多的采样数据计算两路信号的相位差,将结果再减去移相量得到最终的相位差。同时分析了频率误差对相位差计算精度的影响,进行了理论分析和仿真实验验证。结果表明,该方法计算的误差大大减小。这对提高测距仪的测量精度是有帮助的。     

基于光流场理论测量物体变形相位的新方法

基于光流场理论,提出一种由两幅条纹图像解调出 物体变形相位的新方法。首先根据光流场理论,获 得两帧连续图像之间的光流矢量场;然后运用双幅图像中初始图像的条纹频率与矢量场进行 计算,获得 物体的全场变形相位分布。模拟结果和实 验结果表明,本文算法将直观的运动矢量场和变形相位的提取相联系,能够解调出物体变形 相位信息, 不需要相位解包络运算,过程简单方便,并且在条纹越密集处提取的变形相位信息越准确。 本文方法为计算 物体全场变形相位分布和动态测量提供了新的途径。     

基于相位差分的FPGA瞬时测频的实现

为了实现在信噪比较高条件下的高精度测频,考虑在不同时刻噪声的不相关性,利用多点平均的方法对相位差分算法进行了改进,通过Matlab的仿真表明了该算法在信噪比较高的条件下,具有稳定的,较好的测频性能,且拥有较低的计算量。最后利用FPGA技术在硬件上实现了该算法,结构清晰简单,实时性高,可模块化和功能拓展,通过实际的测试,该算法在信噪比较高的条件下,可以获得较好的测频效果,测频误差小,可以满足实际工程需求。     

基于二阶差分的加权最小费用流相位展开算法

相位展开是光学干涉相位测量技术中的重要步骤,由于噪声、欠采样等因素的影响,精确的相位展开变得非常困难。将相位的二阶差分和最小费用流算法结合,提出一种以相位的二阶差分作为最小费用流权重的相位展开算法。模拟计算表明,该算法既可有效地避免枝切法由于连接的枝切形成闭合区域导致局部相位不能展开的问题,又可减小最小二乘法近似逼近带来的较大误差,相对于未设置权值的最小费用流算法,提高了其相位展开的精度。对三维形貌测量中的实验数据相位展开结果,证明了该算法的有效性。     

FFT法与数字相关法在相位测量上的比较

分别利用快速傅里叶变换算法和数字相关函数算法实现两正弦信号的相位差测量，通过理论阐述与试验仿真，比较两种方法的优缺点。     

高精度的测距系统中的测相技术研究

高精度的测相技术是星星间或星地间的测距系统中的关键技术之一。研究了基于双差频测相技术的高精度测相技术及其在上述高精度的测距系统中的应用。实验结果表明双差频测相技术具有10-6以上的测相分辨率及由系统本底噪声引起的测距误差小于7μm。     

普遍意义下的干涉仪通道间相位差测量精度分析

传统的干涉仪通道间相位差测量模型是建立在单频电磁波的基础之上的,在应用于调制信号测量时,其精度分析结果有时会出现较大偏差。针对这一问题,利用调制信号相关接收的方法来提取干涉仪通道间的相位差信息,推导并建立了普遍意义下的干涉仪通道间相位差测量精度的理论计算式,并且新的精度计算式对传统计算式具有向下兼容性,并通过仿真对其有效性进行了验证,这对于电子侦察的测向和定位等应用中与干涉仪相关的测量精度分析提供了新的参考。     

基于数字正交变换的相位差测量方法及误差分析

阐述了一种基于数字正交变换的相位差测量方法，理论上详细讨论和分析了取样数据长度、信噪比以及A／D转换器的量化比特数对相位差测量精度的影响，最后给出了数值仿真结果及结论。