非整周期采样下的相敏接收器相位差测量方法研究

1

作者 刁艳美 陈美玲 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第2期109-115,共7页

相敏接收器相位差计算精度容易受谐波及非整周期采样影响,不利于轨道区段状态的判断。文中提出一种非整周期的高精度相位差计算方法。首先使用简化格型自适应滤波器对采样信号进行小步长、快速收敛的滤波,求出采样信号实际频率;其次,对... 相敏接收器相位差计算精度容易受谐波及非整周期采样影响,不利于轨道区段状态的判断。文中提出一种非整周期的高精度相位差计算方法。首先使用简化格型自适应滤波器对采样信号进行小步长、快速收敛的滤波,求出采样信号实际频率;其次,对齐采样数据,使其整周期化;然后,对2路信号进行Hilbert变换,利用互相关函数及反三角函数得出相位差;最后,进行实验测试。结果表明:该方法能够在长持续时间下准确追踪被采样信号频率,能有效抑制端点效应,相位差计算结果误差小于0.000 1°。 展开更多

关键词 相敏接收器 非整周期采样 相关函数 相位差计算

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非整周期采样信号频率估计的相频匹配方法 被引量：18

2

作者 沈艳林 涂亚庆 +1 位作者 刘鹏 陈鹏 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1221-1226,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 频率估计 相频匹配 非整周期采样 LFMCW雷达

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电网工频信号非整周期采样误差分析 被引量：12

3

作者 解德英 谢品芳 +1 位作者 付志红 郑可 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2010年第2期113-118,共6页

交流信号采样过程中存在着很多误差源,非整周期采样是一种重要的误差源,由于电网频率的波动,实际工程应用中整周期采样难以实现,用非整周期交流采样测量正弦信号的有效值和有功功率的大小,存在着比较大的测量误差。本文从时域角度对其研... 交流信号采样过程中存在着很多误差源,非整周期采样是一种重要的误差源,由于电网频率的波动,实际工程应用中整周期采样难以实现,用非整周期交流采样测量正弦信号的有效值和有功功率的大小,存在着比较大的测量误差。本文从时域角度对其研究,推导非整周期采样时域误差公式,建立非整周期交流采样测量电压电流信号有效值和有功功率的误差数学模型,分析每个参量变化对同步误差影响的大小,找出主导因素,为减少测量误差提供理论依据。 展开更多

关键词 非整周期采样 同步误差 正弦信号 功率测量 交流采样 误差分析

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一种解决谐波分析非整周期采样问题的新方法 被引量：8

4

作者 杨川 徐云 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期295-296,308,共3页

利用 FFT变换进行谐波分析 ,非整周期采样会带来较大的误差。传统的解决方法是采用频率跟踪技术实现采样的整周期性。提出了一种新的解决方法 ,有效的利用计算机的计算能力 ,用数值计算的方法极大地节省硬件的开销。在虚拟仪器软件开发... 利用 FFT变换进行谐波分析 ,非整周期采样会带来较大的误差。传统的解决方法是采用频率跟踪技术实现采样的整周期性。提出了一种新的解决方法 ,有效的利用计算机的计算能力 ,用数值计算的方法极大地节省硬件的开销。在虚拟仪器软件开发过程中使用 。 展开更多

关键词 谐波分析 FFT变换 非整周期采样 频率跟踪 数值计算 虚拟仪器 软件开发 电力系统

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非整周期采样信号相位差估计的相频匹配方法 被引量：3

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作者 涂亚庆 沈艳林 +1 位作者 沈廷鳌 陈宝欣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期7-10,37,共5页

为提高信号非整周期采样条件下相位差的估计精度,改善方法的抗噪性能,提出一种非整周期采样信号相位差估计的相频匹配方法。该方法通过两路正弦信号的分段Hilbert变换、互相关、自相关、相位加权平均等技术获得两路信号的相位差。理论... 为提高信号非整周期采样条件下相位差的估计精度,改善方法的抗噪性能,提出一种非整周期采样信号相位差估计的相频匹配方法。该方法通过两路正弦信号的分段Hilbert变换、互相关、自相关、相位加权平均等技术获得两路信号的相位差。理论分析表明,分段Hilbert变换有效抑制了正弦信号非整周期采样对Hilbert变换的影响。仿真实验结果表明,与互相关法、Hilbert变换法、数据延拓式相关法相比,该方法改善了非整周期采样信号的相位差估计方法的抗噪性能,提高了相位差的估计精度,其相位差估计误差更接近克拉美罗下限。科氏流量计流量检测实验证实了该方法的有效性。 展开更多

关键词 相位差估计 相频匹配 非整周期采样 分段ffilbert变换

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非整周期采样信号频率估计的频谱分离算法 被引量：2

6

作者 沈艳林 姬海君 +1 位作者 陈鹏 王魁 《电子测量技术》 2020年第8期66-69,107,共5页

为提高持续时间短、非整周期采样条件下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频谱分离算法。该算法通过计算满足正负频率分量频谱分离且负频率分量幅值谱最大的采样信号的频谱、重构负频率分量频谱和频谱校正等... 为提高持续时间短、非整周期采样条件下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频谱分离算法。该算法通过计算满足正负频率分量频谱分离且负频率分量幅值谱最大的采样信号的频谱、重构负频率分量频谱和频谱校正等技术获得非整周期采样信号频率的无偏估计。理论分析表明:算法准确实现了非整周期采样信号正频率分量频谱和负频率分量频谱的频谱分离,消除了频谱干涉对频率估计的影响,实现了非整周期采样信号频率的无偏估计。计算验证验证了理论分析的正确性,结果表明:算法的频率估计精度优于AM算法、SD算法、扩展自相关算法和两步自相关算法的频率估计精度,更接近克拉美罗下限。 展开更多

关键词 频率估计 频谱分离 非整周期采样信号 频谱干涉

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多方向振动加速度整流误差中非整周期采样的影响

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作者 董雪明 王敏林 杜美林 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第10期1517-1525,共9页

为了评价非整周期采样对加速度计整流误差的影响,在以整周期采样对振动加速度整流误差分析方法的基础上,建立了非整周期采样对单方向振动加速度引起整流误差的数学模型,通过计算各个方向振动信号的平均值,推导了非整周期采样下多方向振... 为了评价非整周期采样对加速度计整流误差的影响,在以整周期采样对振动加速度整流误差分析方法的基础上,建立了非整周期采样对单方向振动加速度引起整流误差的数学模型,通过计算各个方向振动信号的平均值,推导了非整周期采样下多方向振动加速度引起整流误差的数学模型,并对该模型进行分析,给出了减小非整周期采样对整流误差影响的方法。在仿真中,引入整流误差的相对测量误差进行验证,证明了非整周期采样下单方向振动加速度和多方向振动加速度整流误差模型的有效性。 展开更多

关键词 计量学 加速度计 整流误差 多方向振动 非整周期采样

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周期信号的非整周期采样理论 被引量：7

8

作者 张建秋 沈毅 赵新民 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第6期99-103,共5页

研究了周期信号的采样理论，从理论上揭示了Ｓｈａｎｎｏｎ采样定理在应用于周期信号时的局限性。讨论了连续周期信号被均匀采样后的离散信号的频谱混迭。基于周期信号的Ｆｏｕｒｉｅｒ级数，提出了利用整周期，多整周期和非整周期采样... 研究了周期信号的采样理论，从理论上揭示了Ｓｈａｎｎｏｎ采样定理在应用于周期信号时的局限性。讨论了连续周期信号被均匀采样后的离散信号的频谱混迭。基于周期信号的Ｆｏｕｒｉｅｒ级数，提出了利用整周期，多整周期和非整周期采样值重构原始连续周期信号的方法。 展开更多

关键词 采样理论 非整周期采样 周期信号 信号处理

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非整周期采样算法的误差分析 被引量：5

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作者 张建秋 沈毅 邸丽敏 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期77-82,共6页

对文献［１］提出的非整周期采样算法进行了误差分析。论证了该算法能消除截断误差，揭示了非整周期采样过程产生的混迭，在频域给出了因混迭而产生的测量误差的上限。

关键词 非整周期采样 截断误差 算法 误差分析 电气测量

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25 Hz相敏轨道电路相位差测量非整周期采样误差校正算法 被引量：4

10

作者 王静 李忠科 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2017年第A01期374-376,共3页

针对25 Hz相敏轨道电路接收器相位差测量过程中非整周期采样带来的误差问题,设计了一种基于希尔伯特数据重采样的校正算法。该算法从25 Hz相敏电路待测信号频率波动范围有限的实际出发,结合希尔伯特变换计算出待测信号的实际周期值,然... 针对25 Hz相敏轨道电路接收器相位差测量过程中非整周期采样带来的误差问题,设计了一种基于希尔伯特数据重采样的校正算法。该算法从25 Hz相敏电路待测信号频率波动范围有限的实际出发,结合希尔伯特变换计算出待测信号的实际周期值,然后依据估测的周期值对采样信号的值进行更新,排除频率漂移的影响,提高测量精度。用仿真软件量化观察校正方法的效果,实验结果表明,在有无噪声的情况下相位和幅值的精度都很好,相位角测量误差不大于0.3°。 展开更多

关键词 相位差测量 傅里叶级数法 非整周期采样 数据重采样 希尔伯特变换

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数字化变电站采样值报文非整周期采样误差分析及其补偿算法研究 被引量：3

11

作者 段太钢 吴双惠 +2 位作者 金华蓉 卜银娜 寇华垒 《电测与仪表》 北大核心 2017年第4期17-21,共5页

数字化变电站采样值报文由于采样率低,非整周期采样现象相对于传统变电站更为明显,由此造成的频谱泄露和栅栏效应更为严重。文章从幅值误差和相位误差两个角度,通过精确的数学推导,分析了不同采样点数、不同电网频率下的傅里叶变换误差... 数字化变电站采样值报文由于采样率低,非整周期采样现象相对于传统变电站更为明显,由此造成的频谱泄露和栅栏效应更为严重。文章从幅值误差和相位误差两个角度,通过精确的数学推导,分析了不同采样点数、不同电网频率下的傅里叶变换误差。找出了最优起始相位角的选取方法,并给出了减小误差的补偿算法,显著提高了分析精度。 展开更多

关键词 数字化变电站 采样值报文 非整周期采样 傅里叶变换 最优起始相位角

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基于相关原理的非整周期信号相位差测量算法 被引量：33

12

作者 沈廷鳌 涂亚庆 +1 位作者 刘翔宇 张海涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2153-2160,共8页

为提高相关法在非整周期采样情况下的相位差测量精度,提出一种基于相关原理的非整周期信号相位差测量算法:首先采用自适应格型陷波器进行滤波,以求信号频率;然后利用滤波后的原2路同频信号产生具有90°相移的2个参考信号;将原2路同... 为提高相关法在非整周期采样情况下的相位差测量精度,提出一种基于相关原理的非整周期信号相位差测量算法:首先采用自适应格型陷波器进行滤波,以求信号频率;然后利用滤波后的原2路同频信号产生具有90°相移的2个参考信号;将原2路同频信号分别与2路参考信号进行相关运算,再利用相关和正弦函数的一些性质得到相位差的计算公式。同时,针对引入两参考信号相移不是90°的情况,进行了误差分析并给出了相应的补偿措施。理论分析表明,该算法测量精度不受采样是否整周期的影响,能实现相位差的动态检测,与传统算法相比,该算法测量精度更高,抗噪性能更强。仿真分析与工程应用均证实了该算法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 相位差测量 相关法 非整周期采样 自适应格型陷波器

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基于多次互相关的非整周期信号相位差测量算法 被引量：20

13

作者 涂亚庆 沈廷鳌 +1 位作者 李明 张海涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1578-1585,共8页

针对工程实际中频率未知情况下存在相位差测量精度较差的问题,提出一种基于多次互相关的非整周期信号相位差测量算法:首先采用自适应格型陷波器进行滤波,以求信号频率;然后对滤波后的原2路增强信号分别进行希尔伯特变换,产生具有90相移... 针对工程实际中频率未知情况下存在相位差测量精度较差的问题,提出一种基于多次互相关的非整周期信号相位差测量算法:首先采用自适应格型陷波器进行滤波,以求信号频率;然后对滤波后的原2路增强信号分别进行希尔伯特变换,产生具有90相移的2路相移信号;并利用估计出的信号频率产生具有90相移的2路参考信号;将原2路增强信号和两路相移信号分别与2路参考信号进行相关运算,再利用相关和正弦函数的一些性质即可得到相位差的计算公式。实验结果表明,该算法测量精度不受采样是否整周期的影响,能实现相位差的动态检测;与传统算法相比,该算法测量精度更高,抗噪性能更强,更具鲁棒性和普适性。 展开更多

关键词 相位差测量 相关法 非整周期采样 希尔伯特变换 自适应格型陷波器 频率估计

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数据延拓式相关的相位差测量方法及验证 被引量：19

14

作者 沈廷鳌 涂亚庆 +1 位作者 李明 张海涛 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1331-1337,共7页

为提高相关法在非整周期采样情况下的相位差测量精度,提出一种数据延拓式相关的相位差测量方法。通过分析相关法相位差测量存在误差的根本原因,得出抑制相位差测量误差的方法:首先,对采样信号作周期预估计;然后,对数据长度是否整周期进... 为提高相关法在非整周期采样情况下的相位差测量精度,提出一种数据延拓式相关的相位差测量方法。通过分析相关法相位差测量存在误差的根本原因,得出抑制相位差测量误差的方法:首先,对采样信号作周期预估计;然后,对数据长度是否整周期进行判断,对非整周期的数据长度作整周期数据延拓处理,使相关计算的长度恰好或者近似为整周期,从而达到提高相关法相位差测量精度的目的;最后,利用相关法相位差计算公式计算得到信号的相位差。对振动、测试系统中常出现的加性高斯白噪声信号的实验表明:该方法可以显著提高相位差测量精度。 展开更多

关键词 相位差测量 相关原理 非整周期采样 延拓

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基于相关原理的相位差测量改进算法及应用 被引量：13

15

作者 沈廷鳌 涂亚庆 +1 位作者 李明 张海涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第21期177-182,共6页

为提高相关法在非整周期采样情况下的相位差测量精度,增强算法的动态响应能力,提出了一种基于相关原理的相位差测量改进算法。该算法利用原两路同频信号产生具有90°相移的两个参考信号,经零相位滤波后,将原两路信号分别与两路参考... 为提高相关法在非整周期采样情况下的相位差测量精度,增强算法的动态响应能力,提出了一种基于相关原理的相位差测量改进算法。该算法利用原两路同频信号产生具有90°相移的两个参考信号,经零相位滤波后,将原两路信号分别与两路参考信号进行相关运算,再利用相关和正弦函数的一些性质得到相位差的计算公式。理论分析和实验结果表明,该算法具有不必预先知道信号频率的特点,测量精度不受采样是否整周期的影响,且能实现相位差的动态检测,与传统算法相比,该算法测量精度更高,更具鲁棒性和普适性。 展开更多

关键词 相位差测量 相关原理 非整周期采样 零相位

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信号的取样方式对介质损耗角测量的影响 被引量：5

16

作者 徐志钮 谢红玲 +2 位作者 律方成 王俊杰 李和明 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期48-51,55,共5页

分析了非整周期采样时介质损耗角(介损角)测量容易导致较大误差的问题,指出了电压和电流信号的取样方式对介损角测量的准确性有很大影响。如果信号中仅存在基波且传感器采集所得电压和电流信号同相位时,则非整周期采样的频谱泄漏和栅栏... 分析了非整周期采样时介质损耗角(介损角)测量容易导致较大误差的问题,指出了电压和电流信号的取样方式对介损角测量的准确性有很大影响。如果信号中仅存在基波且传感器采集所得电压和电流信号同相位时,则非整周期采样的频谱泄漏和栅栏效应给介损角计算导致的误差将完全抵消,理论上介损角测量不会因为非整周期采样导致误差。仿真表明,在实际取样时若选择合适的传感器,直接使用DFT算法,即使非整周期采样严重时误差仍然很小,误差绝对值的最大值小于4×10-5 rad(设定的介损角0.003 rad)计算误差随设备介损角的增加而增大,介损角增大到0.02 rad时,误差绝对值的最大值约为2×10-4 rad;计算误差与直流分量关系不显著,直流分量在基波分量的10%范围内变化时,误差绝对值的最大值约为4×10-5 rad;计算误差随3次谐波的增加而线性增大,3次谐波分量达到基波分量的20%时,如果使用阻容串联电路模拟电容型设备,误差绝对值的最大值约为7×10-5 rad;如果使用阻容并联等值电路则同样条件下误差约为5×10-5 rad。因此,使用电容型设备末屏串入电容的电流取样方式能有效减少非整周期采样给介损角测量带来的误差。 展开更多

关键词 电容型设备 介损角 非整周期采样 取样方式 误差

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基于DSP的通用式机车信号检测 被引量：5

17

作者 严国志 罗欢 +1 位作者 徐箭 刘开培 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2003年第4期35-37,共3页

采用新型的TMS32 0LF2 4 0 7ADSP芯片设计了机车信号检测装置 ,给出了系统组成和工作原理。针对铁路轨道移频信号的频谱特点 ,经过大量的计算机仿真和实时实验 ,发现和提出了基于非整周期采样的实时FFT分析检测方法。所设计的系统具有... 采用新型的TMS32 0LF2 4 0 7ADSP芯片设计了机车信号检测装置 ,给出了系统组成和工作原理。针对铁路轨道移频信号的频谱特点 ,经过大量的计算机仿真和实时实验 ,发现和提出了基于非整周期采样的实时FFT分析检测方法。所设计的系统具有集成度高、实时性好、抗干扰能力强。 展开更多

关键词 DSP 机车信号检测 非整周期采样 FFT

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结合频率信息的相关函数法用于介质损耗的测量 被引量：5

18

作者 徐志钮 律方成 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2010年第23期60-63,共4页

当电力系统频率波动时用相关函数法计算介质损耗(介损)存在误差,为了提高精确度提出了结合频率信息的改进相关函数法。改进算法使用加汉宁(Hanning)窗插值算法获得电力系统频率,然后根据频率和抛物插值公式获取整周期的采样序列,对所得... 当电力系统频率波动时用相关函数法计算介质损耗(介损)存在误差,为了提高精确度提出了结合频率信息的改进相关函数法。改进算法使用加汉宁(Hanning)窗插值算法获得电力系统频率,然后根据频率和抛物插值公式获取整周期的采样序列,对所得整周期的采样序列采用基于辛卜生公式的改进相关函数法计算介损。原算法与改进算法的仿真结果表明改进算法精确度远高于原算法,信号频率为49～51Hz范围内它使介损最大误差从10-2减少到了10-4,针对实测信号改进算法的精确度也远高于原算法,表明改进算法能有效减轻频率波动给介损测量带来的误差。 展开更多

关键词 介质损耗 频率测量 汉宁窗 相关函数法 非整周期采样 辛卜生公式

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基于零相位数字带通滤波的旋转机械不平衡量提取方法 被引量：2

19

作者 荣锋 黄晨 +1 位作者 郭翠娟 董攀浩 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第1期112-117,共6页

针对动平衡测试中FFT频谱法难以从非整周期采样信号中提取不平衡相位的问题,提出一种基于零相位数字带通滤波提取旋转机械不平衡量的方法。首先将采集的振动信号通过中心频率为转速频率的零相位带通滤波器,得到无相位差的转速同频信号,... 针对动平衡测试中FFT频谱法难以从非整周期采样信号中提取不平衡相位的问题,提出一种基于零相位数字带通滤波提取旋转机械不平衡量的方法。首先将采集的振动信号通过中心频率为转速频率的零相位带通滤波器,得到无相位差的转速同频信号,然后计算信号峰值点幅值和相位的算数平均值,得到不平衡量。实现了非整周期采样下不平衡幅值和相位的精确提取。仿真和实测验证了方法的有效性,相位提取误差小于2°,动平衡效率大于80%。该方法无需专门的硬件跟踪滤波电路,具有较高的工程实用价值。 展开更多

关键词 动平衡 FFT 非整周期采样 零相位滤波 时域提取 算术平均

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sinc函数在轮胎均匀性检测中的应用 被引量：1

20

作者 伍良生 卢成龙 +2 位作者 马建峰 屈重年 肖毅川 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期189-193,共5页

计算精确的一次谐波频率及其幅值在轮胎均匀性检测中十分重要.非整周期截断时,传统快速傅里叶变换(fast Fourier transforms,FFT)计算出的数据与实际数据存在较大误差.提出了一种基于sinc函数的非整周期采样数据修整方法,该方法以FFT的... 计算精确的一次谐波频率及其幅值在轮胎均匀性检测中十分重要.非整周期截断时,传统快速傅里叶变换(fast Fourier transforms,FFT)计算出的数据与实际数据存在较大误差.提出了一种基于sinc函数的非整周期采样数据修整方法,该方法以FFT的应用为基础,构造标准sinc函数,利用FFT变换后的数据反推出所测数据频谱上的实际频率点和对应峰值.应用该方法可得到较精确的数据,在一定程度上弥补了FFT应用需要对信号进行整周期截断的不足.该方法已成功应用于某单位轮胎均匀性检测系统. 展开更多

关键词 快速傅里叶变换 非整周期采样 修正方法 sinc函数

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