振动调频信号的循环平稳解调原理与实现方法

含有齿轮、滚动轴承等零部件的机械故障振动信号中，有一类信号称为频率调制信号（或称调相信号）。运用循环平稳分析理论，推导调频信号的循环自相关函数结果，并从理论上推导和分析了运用平方解调（或广义检波滤波解调）的方法实现对循环自相关函数的低频切片函数和高频切片函数进行解调的原理和方法，仿真验证理论推导正确，解调效果很好。最后通过对齿轮箱实测故障信号进行分析，验证该方法有很好的解调效果。     

调频信号的数字化解调

介绍一种用3参数正弦波拟合算法实现的、绝对收敛的4参数最小二乘正弦波拟合算法，给出了其收敛区间、绝对收敛判据以及实现过程，在此基础上讨论实现正弦载波的调频信号的精确解调问题，使用一个周期的正弦波曲线模型的滑动拟合法，实现了频率调制信号波形的精确解调，在调制信号是方波的情况下，给出了频率解调的仿真结果和其它参数的波动情况；在1个实测调频曲线波形上进行的解调分析，给出了频率调制波形的解调结果，同时，在调制信号也是正弦波的情况下，给出了解调失真的计算方法和结果。本方法是评价载波为正弦波的调频信号的一种优良方法，准确度高、分辨力强，可用于调频信号源及其解调设备的指标评价和计量测试。     

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。     

齿轮振动中调频信号的解调方法及仿真计算

齿轮发生裂纹故障时其振动信号会产生调制现象，包括幅值调制和频率（相位）调制两部分。目前调幅信号的解调分析已经比较成熟，但对于调频信号的解调方法研究还不够完善。全面系统介绍了近年来处理调频信号中最常用的希尔伯特相位解调和循环平稳解调两种方法，并通过仿真指出了这两种方法各自的优缺点和局限性。     

基于递归希尔伯特变换的振动信号解调和瞬时频率计算方法

精确地提取振动信号的瞬时幅值和瞬时频率对结构的参数识别和健康监测有重要作用。希尔伯特变换是一种常用的信号解调及瞬时频率计算方法,但在信号不满足Bedrosian乘积定理的条件时会造成较大误差。针对这一问题,提出了一种递归希尔伯特变换方法,用前一步希尔伯特变换计算出的纯调频信号作为新的信号,递归地使用希尔伯特变换以进行信号解调,理论分析表明递归希尔伯特变换能够快速地收敛。最后采用仿真信号对比了递归希尔伯特变换与单次希尔伯特变换、经验调幅调频分解及Teager能量算子法在信号解调及瞬时频率计算中的结果,结果表明了递归希尔伯特变换方法的实用性及精确性。     

振动调幅信号的循环平稳解调原理与应用

在具有齿轮、滚动轴承的机械设备故障诊断中,广泛使用解调分析方法进行故障特征提取.对其中的周期平稳信号,通过循环自相关函数分析,并利用函数在某些循环频率下的切片进行绝对值解调可解出信号的调制频率.对两组调制相加信号在对应于某个调制频率的循环频率处进行循环自相关函数的切片解调,可得到该组调制频率成分的解调谱,从而达到将幅值调制相加信号分离成单一幅值调制信号并进行有效解调的目的.仿真和对滚动轴承实验验证,该方法在低频和高频处分别切片都有很好的解调效果,且与理论推导一致.但是该方法存在解两相加信号时以两频率之差及其倍频作为调制频率解出的局限性.     

基于空间采样法的齿轮调相振动信号解调

在对机械设备的齿轮部件进行振动监测时，由于栽荷以及转速波动等因素的影响，会引起振动信号的相位调制，使得频谱严重失真．通过对调相现象的理论分析和数值仿真计算，提出了基于空间采样的齿轮振动调相信号的解调方法，结果表明，该方法可以获得有价值的振动信号，从而进行有效的齿轮故障诊断。     

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。     

一种时域解调激光干涉仪调制信号的方法

针对某低频水平振动校准设备的激光干涉仪,利用NI公司的多功能采集卡,采集激光干涉仪的调制信号及与其同相位的电容式位移传感器的输出信号.根据激光干涉仪调制原理,提出一种时域解调调制信号的方法.根据调制信号条纹的时域特性和它被限幅的实际特点,利用labview软件实现了信号的解调,并将电容位移传感器信号作为参考信号,还原解调后信号的相位,从而得到振动台高精度的振动波形.实验证明,此方法对连续振动信号的解调效果良好,具有较好的重复性和稳定性,精度可达到激光干涉仪发射激光波长的四分之一.     

应用DPSD算法测量调幅信号的研究

本提出了一种应用Ａ／Ｄ转换器和计算机实现ＤＰＳＤ算法来测量调度信号的方法。     

基于希尔伯特变换的非平稳调幅信号解调

非平稳信号泛指具有时变能量谱的确定性信号和具有时变功率谱的随机信号。幅度调制是非平稳性的一种表现形式。调幅信号分析主要任务之一是提取幅度随时间变化的规律。在希尔伯特变换平方解调方法的基础上,提出了利用适用于非平稳信号的希尔伯特变换低通滤波器,提取调幅信号的包络,实现非平稳调幅信号的分解。数值算例验证了方法的有效性。     

涡街流量传感器信号的幅值和频率特征

基于实验数据建立了涡街流量传感器输出信号的数学模型,提出了用混合高斯分布来描述涡街流量传感器信号幅值的自然衰减现象,采用频率调制信号来表示涡街流量信号的宽带特征,通过频谱分析确定机械振动噪声信号为窄带信号.     

调频信号发射超声成像的参数优化与成像实验

研究调频信号发射超声成像中影响成像质量的各种参数,提高现有超声图像的信号噪声比.用仿真计算和声学实验来研究不同调频超声信号发射参数下的成像质量.增加超声发射能量,提高图像的信号噪声比;同时,采用相关算法对接收的超声信号解码,保证图像的轴向精度不会下降.优化了调频信号发射超声成像的发射参数,并得到了仿体的B型超声图像,此图像的质量优于传统成像方法的图像质量.该成像方法能够提高超声图像的信号噪声比,尤其是提高超声衰减严重的深部组织图像的信号噪声比.     

New Special Standards of the Frequency Deviation Unit and the Amplitude Modulation Coefficient Unit

The main technical characteristics of special standards for a frequency deviation unit and for an amplitude modulation coefficient unit are provided. Features of their design and application are given.Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 3, pp. 38–40, March, 2005.     

基于滤波器组分解的周期性振动冲击信号解调方法及其应用

针对离散小波包变换用于振动信号解调分析存在的不足,构造了一种具有线性相位的两通道正交镜像对称滤波器组(QMF)用于信号解调分析;与同阶的小波滤波器相比,此QMF滤波器不仅滤波性能更优,而且其滤波系数的求取更加便捷.为了解决常规两通道滤波器组分解算法中存在的子带信号组频带错位问题,引入了无频带错位的QMF滤波器组分解算法.基于此分解算法,提出了一种用于早期故障自动检测的振动信号解调新方法.该方法在考虑各组子带信号能量大小的基础上,按修正的归一化峭度(MKv)最大化准则自动选择一组含有丰富故障信息的子带信号进行Hil-ben包络谱分析提取故障特征.利用该方法对仿真和实际轴承故障信号进行了解调分析,分析结果表明,该方法可以有效地检测出轴承故障.     

Readability and Modulated Signal Strength of Two Different Ultra‐high Frequency Radio Frequency Identification Tags on Different Packaging

Radio frequency identification (RFID) does not require the line‐of‐sight scanning, which is a benefit in comparison with barcodes; moreover, it is believed that it improves the inventory management. Nowadays, this is still a costly solution; however, in the near future, it is expected to become widespread especially in packaging. This paper analyses some effects that have to be considered before the application of the system on packaging. The readability of two ultra‐high frequency RFID tags with different antenna sizes and shapes but the same reading range as stated by the supplier was evaluated. The influence of water and metal was analysed by labelling each tag onto an empty corrugated box, a box filled with water and a box covered with aluminium foil on the inside. The read rate in a line‐of‐sight and the readability in a horizontal plane were measured, applying a horizontal linearly polarized wave. The strength of the signal in a direct line‐of‐sight between the reader antenna, and RFID tag was measured with circularly polarized waves. The obtained results confirmed the effects of the tagged antenna and of the labelled boxes content. To show the effect clearly, the influence of metal and water on the two‐dimensional horizontal tag readability was measured and presented with two‐dimensional sketches of tag reading/non‐reading zones. Different results were obtained for both tags, with the content of labelled boxes having a great influence. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

应用于边带调制PDH激光稳频的信号源设计

基于直接数字频率合成芯片AD9959、锁相环芯片ADF4351,结合开源电子平台Arduino（基于微处理器ATmega328）,建立参考到同一个外部频率参考的多路信号源,能够输出频率为0 Hz～4.4 GHz的正弦波,频率、相位、幅度可以通过USB端口和控制面板灵活控制,通过混频和叠加等手段,产生边带调制PDH激光稳频需要的调制信号和解调信号。该信号源集成度高、成本低且能在实验室条件下替代商品仪器应用于边带调制PDH激光稳频等实验,解决了限制边带调制PDH激光稳频推广应用的一个重要障碍。