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解决非同步采样条件下频谱误差问题成了现阶段最为迫切任务。频谱校正开啓一个以寻求普适性频谱分析为目标,DFT后方法为主的发展方向。
曾海东,韓峰,刘瑶琳.傅里叶分析发展与现状[J],現代电子技术2014年03期
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通过在VC下编码验证,apFFT具有很高精度的初始相位。采用apFFT/apFFT时移相位差法,可以高精度的修正频率偏差和幅值偏差。这个算法对于非同步采样处理的意义,不言而喻。与传统fft频谱校正的主要区别在于,apFFT的初始相位是准确的,相位差也就是准确的,频率也就可以校正准确,所以具有更高的精度。
一簘一剑走夭下《全相位FFT的实现》(网易博客)
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本论文主要是针对非整周期采样时传统傅里叶变换进行谱分析以及相应的频谱校正时所引入的误差程度。从理论上证明了针对单频复指数信号全相位FFT谱分析的泄漏要比传统FFT谱分析小,并且全相位FFT谱分析后具有相位不变性,并从实验仿真结果上验证了理论推导。正因为全相位FFT谱分析有着这两点优越的性能,使得其在频谱校正中有着较传统频谱校正更加好的结果,在本论文中给出了全相位时移相位差法与国内外近几年常用的频谱校正方法的实验仿真结果对比。
杨 尉. 全相位离散频谱校正及应用[D]. 天津: 天津大学, 2007.
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针对MIT系统相位解调过程中信号非整周期采样以及奇异点对相位测量精度的影响,提出一种基于全相位的IQ正交算法,该算法通过对测得的数据进行全相位处理,再进行正交变换,从而有效提高了信号解调精度.通过实验表明,相对传统IQ正交算法,该算法能够降低信号非整周期采样对相位测量精度的影响,且计算复杂度低,运算速度快,能对相位差进行更为实时精确的测量.
任德柱, 邵高平, 程娟. MIT 中的一种基于全相位的 IQ 正交相位解调算法[J]. 信息工程大学学报, 2014, 15(4): 447-452.
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给出了基于Kaiser窗FFT频谱法、正弦逼近法和全相位时移相位差法计算振动信号幅值和相位的计算方法,并使用三种方法分别对单一的正弦信号以及混有噪声和其它频率的正弦信号进行了测试。通过测试数据对三种方法的信号处理效果进行了分析比较,阐述了不同计算方法的优缺点。比较结果显示具有抑制频谱泄漏和"相位不变性"的全相位谱分析结合高精度相位差法而得的全相位时移相位差法精度更高,应用范围更广。
商一奇, 曹亦庆, 柴艳丽, 等. 振动信号的幅值和相位计算方法分析[J]. 计测技术, 2010, 30(4): 30-32.
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目前国内外基于的离散频谱校正方法主要有:能量重心法,FFT+DFT谱连续细化法相位差法,比值法,双峰谱线方法,插值FFT估计方法。这些频谱校正方法根据FFT分析得出到的离散数据,从不同的角度出发获得信号频率,幅值和相位的估计值。这些这些频谱校正方法的抗噪能力,计算复杂度及对其密集频率成份的分辨能力各有所差别。但有一点是相同的,即:这些频晋校正方法都是在基于传统FFT谱分析的结果上进行频谱校正的。事实上频谱泄漏引发的谱间干扰问题是影响频滑校正精度的一个重要因素,传统FFT所固有的频谱泄漏效应会很大程序地影响校正法的精度。相比于传统FFT而言全相位FFT具有更优良的抑制频谱泄漏性能,因此可以肯定的是基于全相位FFT谱分析的频滑校正方法比传统频谱校正方法具有更高的校正精度。
秦磊.滾动轴承振动加速度信号的便携式采集与分析研究[D].电子科技大学, 硕士,2017-4-01,
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研究了应用于全相位频谱分析的正弦波频率估计算法. 首先分析了全相位频谱的结构, 给出全相位频域插值公式.
邓振淼, 刘渝. 基于全相位频谱分析的正弦波频率估计[J]. 數據採集與處理, 2008, 23(4): 449-453.
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根据当前煤矿电网负荷特点,在详细对比了当前谐波和间谐波分析方法的基础上,引入全相位傅里叶变换对煤矿电网 中的谐波和间谐波进行分析。在谐波的测量中,对基于 Hanning 加窗插值法、基于 B-H 加窗插值法、基于 Blackman 加窗插 值算法和全相位傅里叶算法分别进行了仿真计算比较。发现基于全相位傅里叶算法对谐波的测量误差远远小于其他三种加窗 算法。在间谐波的测量中,对比了 Rife-Vincent(Ⅲ)窗法和全相位傅里叶算法的仿真计算结果,表明基于全相位傅里叶 算法对间谐波相位和频率的测量误差远远小于 Rife-Vincent(Ⅲ)窗法,对间谐波的幅值测量精度也远高于 Rife-Vincent (Ⅲ)窗法。仿真计算结果表明,基于全相位傅里叶修正算法能对谐波中的偶次、奇次及间谐波中的特定次谐波进行有效测 量分析,该算法精度高,可靠性高。
任子晖, 付华科, 李伟泺, 等.基于全相位傅里叶变换的煤矿电网电能质量分析[J]. 电力系统保护与控制, 2011, 39(22): 103-107.
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According to Fig. 5 and Table I, higher phase estimation accuracy is achieved by the all-phase doublewindow analysis than by the traditional FFT analysis [25] and the signal phase value can be estimated accurately by 2(12)point with APFFT.
(Sujuan Liu,Ning Lyu,Jiashuai Cui,Yuexian Zou.Improved Blind Timing Skew Estimation Based on Spectrum Sparsity and ApFFT in Time-Interleaved ADCs[J].IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement PP(99):1-14 ,May 2018)
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根据全相位快速傅里叶变换(FFT)获得的频谱信息,提出了一种将信号幅度谱按泰勒级数展开以求取频率泄露值进行频谱校正的方法。蒙特卡罗(Monte-Carlo)仿真实验证明,该方法较双谱线(Rife)法和能量重心法有较高的精度和良好的稳定性。系统中,AD转换器采样频率为937.5 kHz、进行全相位FFT变换的点数1024时,相位测量精度为0.003°,频率测量精度为0.033 Hz。
贾方秀, 丁振良, 袁峰, 等. 基于全相位快速傅里叶变换谱分析的激光动态目标实时测距系统[J]. 光学学报, 2010 (10): 2928-2934.
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针对传统相位差测量系统路结构复杂、精度低的缺点,文章提出了基于SOPC全相位FFT相位差测量方法。其基本思想是,利用全相位FFT的思想,通过SOPC系统实现整个测量系统的信号处理。SOPC系统的定制主要通过软件SOPC Builder实现,文章对全相位FFT测相差的基本理论进行了推导,最后还进行了误差分析。测试结果表明,此系统的测量精度可以达到3.9×10~(-3)。
杨云, 王明绪. 基于 SOPC 全相位 FFT 相位差测量系统设计[J]. 自动化与仪器仪表, 2016 (8): 183-185.
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基于全相位FFT(apFFT)的思想,结合实际工程应用要求,设计并在FPGA平台上实现了1种高精度相位检测系统。在MATLAB环境下的功能模拟和性能仿真,以及在FPGA平台上的实际测试结果表明,该精密测相系统突破制约条件,实际测相绝对精度优于5×10-3(°),具有很高的实际工程应用价值。
沈艳芳, 陈丽花, 陈星. 基于 FPGA 的全相位 FFT 高精度相位测量[J]. 电子测量技术, 2011, 34(8): 52-55.
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论文研究了两种基于频谱分析的数字化相位差检测算法(FFT法和全相位FFT法)的仿真与DSP实现。论文对两种相位差检测算法进行论证、对比,验证了全相位FFT法(apFFT法)比FFT法具有更强的抑制频谱泄漏能力,并且具有“相位不变性”。论文借助设计工具CCES对所设计系统的整体功能和性能进行测试,结果表明系统运行稳定,相位差检测精度达0.005(°)。
李坤. 基于频谱分析的相位差检测系统设计[D]. 西安电子科技大学, 2014.
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为降低相位式激光测距的鉴相偏差,以余弦信号为对象深入研究全相位谱分析鉴相 的性能。将余弦信号分解为指数形式进行频谱变换,得出负频率会引起谱分析鉴相偏差,但全相 位谱分析的频谱泄漏远小于传统傅里叶变换(FFT)法,仿真时鉴相偏差降为后者的1‰。从信噪比增 益角度研究窗函数对鉴相精确度的影响,分析表明,归一化频率偏移量绝对值小于0.3时,采用矩 形窗的全相位谱分析鉴相方差最小,可达克拉美罗下限的1.3倍。实验结果表明,在测距系统中可 忽略全相位谱分析鉴相的偏差,当信噪比为34 dB时,每秒百万次鉴相的精确度为3.3 mrad,测距精 确度达1 mm,全相位谱分析适用于高精确度相位式激光测距。
王选钢, 缑宁祎, 张珂殊. 相位式激光测距全相位谱分析鉴相算法[J]. 信息与电子工程, 2012, 10(6): 725-729.
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相位式激光测距采用连续波测相,为实现高精度鉴相,单频测尺的调制频率相应地提高,导致测距系统的空间尺度变小。为实现大尺寸空间的激光测距,文中在FPGA上设计实现双频测尺的鉴相系统,两测尺均采用全相位频域数字鉴相法。鉴相系统在不同信噪比的信号下的实验表明,通过控制两测尺之间的频差,有效降低了测尺间干扰;低频测尺测距范围75 m,高频测尺测距精度可达0.4 mm,系统整体鉴相精度0.08°,测量速度每秒50万次,满足了大尺度空间中相位式激光测距的应用需求。
张云雷, 张珂殊, 邵永社, 等. 基于双频测尺的大尺寸空间激光测距方法研究[J]. 计算机技术与发展, 2015, 25(3): 45-49.
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With a Hanning window and no noise, φap converges to the real signal phase of a strong isolated peak as 1/N 4 . This is a dramatic improvement over the 1/N convergence of an ordinary FFT analysis on noiseless data. In the presence of a noise backgroundthat is 1% of the signal peak, the ApFFT convergence diminishes to 1/N.
M. P. Ehrlichman†, S. T. Wang, J. Shanks.MEASUREMENT OF TRANSVERSE IMPEDANCE OF SPECIFIC COMPONENTS IN CESR USING BPM MEASUREMENTS OF PINGED BUNCHES[C].Proceedings of IPAC2018, Vancouver, BC, Canada - Pre-Release Snapshot 27-May-2018.
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将TMS320F28335优异的信号处理能力和强大的浮点运算能力与先进的全相位谱分析技术相结合,设计出了一台复合信号频率计。系统测试结果表明:该复合信号频率计的频率分辨率高达0.4%,频率精度达10-5级别,
李木一, 卢慧芬, 马云龙, 等. 基于 TMS320F28335 的复合信号频率计[J]. 機電工程, 2010, 27(12): 102-105.
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文中提出了一种基于DSP的高精度数字频率计设计方案.该方法采用高性能DSP芯片TMS320VC5402为处理核心,利用全相位FFT算法,对被测信号的频率进行计算并修正,最后以数字形式由LCD实时显示被测信号的频率值.进行信号频率测量实验,结果表明频率的测量相对误差小于0.5%,精度较高,能够满足高精度测量需要.
董翠英. 基于 DSP 的全相位 FFT 频率计设计[J]. 制造业自动化, 2012 (2012 年 13): 138-140.
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信号截断会引起频谱的泄露,导致频率测量出现偏差。相对于传统FFT,全相位FFT能够抑制频谱泄露。本文针对一种谐振式红外传感器,首先对检测信号进行全相位FFT,然后利用传统FFT的频谱对全相位FFT的频谱进行校正,实现对频率的精确估计。该方法在使用单精度浮点数进行运算时在MHz量级上可分辨1Hz的信号频率。
苏俊亚, 张霞. 基于全相位 FFT 的频率估计及其 FPGA 实现[J]. 中国传媒大学学报 (自然科学版), 2017, 5: 009.
全相位谱分析算法可将自混合干涉位移测量误差减小到4.4nm;应用全相位谱分析算法分析自混合干涉信号,可在不增加外部光学元件的前提下将位移测量误差减小到纳米量级。
杨 颖, 李醒飞, 寇 科, 等. 全相位谱分析在自混合干涉位移测量中的应用[J]. 光学精密工程, 2012, 20(8): 1740-1746
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本测距仪可以准确计算出目标物距离,测程为0.2-50m,示值误差约为3mm。 本测距仪具有硬件结构简单、低成本、易操作等特点,具有良好的市场前景和推广价值。
孙婷. 手持式激光测距仪的研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2012.
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提出了一种基于全相位FFT(a11-phase FFT,简称apFFT)的测距算法。由于全相位FFT具有"相位不变性"这一优良性质,采用apFFT精确地测出测距仪的发出和接收到的激光调制波相位;构造了基于apFFT的系统测距方案,提出了具体针对单频和辅频情况的系统实现方法。仿真实验证明,在信噪比大于30 dB,该方法可获得0.1%的测量精度。
崔海涛, 黄翔东, 蒋长丽. 基于全相位 FFT 的激光测距法[C]//全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊 (第一册). 2011.
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文中深入研究了一种基于全相位谱分析的高精度数字测相算法。本测距仪可以准确计算出目标物距离,测程为0.2-50m,示值误差约为3mm。 本测距仪具有硬件结构简单、低成本、易操作等特点,具有良好的市场前景和推广价值。
孙婷. 手持式激光测距仪的研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2012.
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针对采用FFT频域法进行频率测量时存在频谱泄漏及栅栏效应,造成测量精度下降的问题,提出一种基于全相位FFT-Rife双谱线校正算法的高精度频率测量方法,并将该算法移植到以STM32处理器为核心的振弦式传感器频率测量系统中。实验结果表明,本系统的频率测量绝对误差小于0.2 Hz。
陈妮, 何华光, 谢开仲. 基于全相位 FFT 的振弦式传感器频率测量系统设计[J]. 电子技术应用, 2016, 42(7): 53-56.
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解决了非接触高速旋转叶片叶尖间隙测量中无法动态标定和恶劣环境下众多噪声干扰等问题。系统测距精度为34.26μm,相位差标准差为0.2572°。
王凯, 段发阶, 郭浩天, 等. 基于大频差双频激光的发动机叶尖间隙测量技术[J]. 光电子. 激光, 2013, 24(10): 1984-1988.
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本文提出了基于全相位多块OFDM技术的雷达通信一体化信号。全相位多块OFDM一体化信号能够使噪声功率降低为原来的2/3左右,在高斯信道中能够节约2dB左右的信噪比,因此可以保证了良好的抗干扰能力和雷达测距测速精度
周英. 车联网环境下的雷达通信一体化信号分析与设计[D]. 湖南大学, 2014.
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提出了一种基于ap-Welch频谱估计(基于全相位预处理的Welch频谱估计)的方法,从理论上证明了其比Welch频谱估计法具有更强的旁瓣抑制作用。仿真实验结果表明,ap-Welch频谱估计法能够有效提高频谱估计的精度,而且随着全相位阶数的增加,频谱估计的收敛特性也随之改善。
运用全相位法设计的全相位滤波器,无须任何递推迭代措施,通过几个简单步骤即可快速生成通带起伏小、阻带衰减大的滤波器系数。
付宇. 全相位数字滤波器性能分析[J]. 信息系统工程, 2014(10):131-133.
徐妮妮, 侯正信. 全相位半带滤波器及其应用[J]. 天津大学学报, 2005, 38(3): 206-211.
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设计一种全相位多普勒测量实验系统,对直径为51.1?m和105?m的标准粒子分别进行点模式测量和条纹模式测量,测量相对误差分别为0.29%和3.81%。
陈益亮. 激光干涉粒子成像测量技术的理论与实验研究[D]. 天津大学, 2010.
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全相位FFT有着良好的相位检测功能,相位不随着频率偏差而变化。而在谐波与间谐波的频率相接近时,全相位FFT的频率分辨能力差,而TLS-ESPRIT算法对频率的分辨能力高,能够很好的处理频率相接近的问题,不过计算复杂、无法对相位和幅值进行检测。本文充分利用两者优点,提出了全相位FFT和TLS-ESPRIT的综合算法。综合算法既能够保证相位和频率的检测精度,还能够在一定范围内减少计算量,加快计算速度,算例仿真验证了综合算法的有效性和优越性。
宋国慧. 电力系统间谐波检测算法的研究[D]. 中国矿业大学, 2016.
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提出了基于全相位谱分析(apFFT)的频域精确自适应陷波罗兰-c窄带干扰抑制方法,设计了基于双相移组合全相位法的FIR频域陷波器。
林洪文, 周旻, 朱四华, 等. 基于 apFFT 的罗兰-C 窄带干扰频域抑制方法[J]. 海军航空工程学院学报, 2012, 27(6): 613-617.
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提出了一种新的基于全相位快速傅立叶变换(allphasefastFouriertransfoliB,简称ap—FFT)算法的微弱信号检测及其复原方法.在频谱分辨率较低的情况下,通过循环移位叠加的归一化ap—FFT算法,将有泄漏的信号频谱复原处理成近似无泄漏,从而实现准确、快速获取移频参数.新方法与传统的FFY算法相比。兼顾了微弱信号检测中精度高、实时性好的双重要求。
刘丽萍. 一种新的红外探测方法[J]. 宁夏工程技术, 2012, 11(4): 338-340.
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验证Morlet复连续小波变换和全相位FFT谱分析方法提取振动信号的幅值和相位的可行性。仿真实验表明,在不平衡量很小的情况下此方法能够精确提取出振动信号的幅值和相位。
张丽云. 自动平衡机的振动信号处理方法研究[D]. 吉林大学, 2014.
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为了解决逐频测量耗时长的问题,研究了基于全相位FFT的测量方法,该方法所用的激励信号是由多个频率的正弦信号叠加而成。数据处理的方法运用全相位FFT,与传统的FFT相比,全相位FFT具有较好的抑制谱泄漏的能力和相位不变性,结果更准确。与扫频方式相比,测量时间大大减少。
韩晓张汉芯. 阵列激光测距系统调制与解调技术研究[D]. 大连海事大学, 2012.丽. 锂离子电池电化学阻抗谱测量方法的研究[D]. 哈尔滨工业大学, 2011.
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以嵌入式ARM9控制器LPC3250为核心,并采用同时采样MD转换器,设计了手持式三相不平衡度测试仪。可以同时测量8路交流信号的有效值、相位及三相电压电流的序量和不平衡度,且具有良好的人机界面。系统通过提高采样率并引入全相位FFT算法,可大幅提高幅值与相位测量精度,从而提高不平衡度的测量精度。
马丽娟. 基于 ARM9 的三相不平衡度测试仪设计[J]. 电子设计工程, 2013, 21(11): 168-171.
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全相位FFT能够在30 mm至50 mm的范围内能够实现50μm的测距分辨率,粒子群算法能够在同样的范围内实现30μm的测距分辨率,但是粒子群算法计算相同的数据所消耗的时间接近于全相位FFT所消耗时间的20倍,即粒子群算法能够实现更高的测距分辨率,然而是以牺牲测量实时性作为代价。
李立. 基于激光自混合效应的测距研究[D]. 天津大学, 2016.
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采用全相位FFT分析和小波包分解与重构的方法,重点分析不同通道声发射信号的相位谱特征,根据相位属性,划分为线性以及非线性相位。研究结果表明:线性相位广泛存在于劈裂演化阶段。
黄晓红, 张凯月, 刘祥鑫, 等. 不同通道岩石破裂过程的相位谱分析[J]. 矿产保护与利用, 2017 (3): 26-31.
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在进行全相位谱分析算法解调相位之前,采用零相位滤波方法对自混合干涉信号进行预处理,可将激光自混合干涉位移传感器的测量误差减小到3.4Nm。
杨颖. 激光自混合干涉位移传感器研究[J]. 天津职业技术师范大学学报, 2016, 26(4): 5-7.
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提出了一种基于全相位傅里叶变换的图像重构方法。与传统的傅里叶望远术数据处理方法相比,其不需要对信号频率做精确估计,从而避免了频率误差带来的影响,这对于实现低轨道快速运动目标成像以及在一定程度上消除移频器的移频误差和大气湍流的活塞抖动效应是非常有利的。
陈卫. 傅里叶望远术的理论和实验研究[D]. 国防科学技术大学, 2010.
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在线自动平衡技术被公认为是解决旋转机械转子不平衡故障的最佳方案,而不平衡振动相位的识别精度是影响在线自动平衡技术平衡速度和精度的一项关键技术。为了寻求一种精确的相位提取方法,该文分别介绍了互功率法、跟踪滤波法和全相位FFT法,且基于LabVIEW虚拟仪器平台,分别编写了3种算法的仿真程序,并最终定量对比了3种算法在整周期和非整周期两种不同采集工况下的相位提取精度。结果表明,在两种采集条件下,全相位FFT算法均具有较高的相位提取精度。
牟玉, 潘鑫, 高金吉, 等. 基于 LabVIEW 的不平衡振动信号相位实时提取方法研究[J]. 工業儀表與自動化裝置, 2015, 2015(5): 17-20.
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本设计基于全相位FFT谱分析的检测理论,利用MATLAB软件设计了一个针对电力信号的高精度谐波检测算法,本算法可以有效降低非同步采样引起的误差。本算法还可以检测出电网中20次以内的高次谐波微弱信号。
陈熙. 基于 FPGA 的电力谐波检测算法的研究[D]. 海南大学, 2011.
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建立了半机理半经验的PEMFC动态模型,可使用模型仿真燃料电池的膜干和水淹故障。进一步地,通过对模型施加合成正弦扰动信号,应用全相位FFT的方法识别并区分了两种故障。在研究过程中,对比了基于最小二乘法和全相位FFT快速EIS方法的仿真结果,证实了快速方法的可行性。魏雨辰, 裴冯来, 周苏. 基于快速 EIS 方法和 PEMFC 模型的故障分类研究[J]. 佳木斯大学学报: 自然科学版, 2014, 32(6): 839-843.
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对含有微弱成分的复合信号进行全相位频谱分析,实现了微弱信号的检测,并对厚截面复合材料超声检测盲提取信号进行全相位频谱分析,和传统FFT相比识别出了更丰富的成分。
金挺. 厚截面复合材料超声检测信号处理技术研究[D]. 浙江大学, 2015.
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论文研究了复调制细化频谱分析方法(Zoom FFT)和全相位FFT (apFFT)谱分析技术。对于窄带信号而言,Zoom FFT是一种有效的频谱细化手段。全相位FFT谱分析算法是一种优良的抑制频谱泄露的方法,在不进行频率校正的基础上,就可实现精确的相位估计,具有“相位不变性”。此外,apFFT还可以在噪声背景条件下,对多频信号的频率、相位以及幅度进行高精度估计。通过对两种算法的仿真研究,验证了两种算法的正确性和可行性。 最后,设计试验,对两边带半球帽的加肋圆柱壳在水中进行单频激励和宽带激励,并采用复调制细化频谱分析方法(Zoom FFT)对谐振频率处的信号进行细化谱分析,同时提取谐振信号线谱细化后的相位信息,接着采用全相位FFT谱分析技术对细化前的谐振信号线谱进行分析,并提取其相位信息。然后,分析不同频谱分辨率下的相位差随时间的变化情况,提取壳体振动产生谐振时的时移特征,从而实现一种新的壳体结构谐振特征线谱的识别方法。
张道伟. 壳体结构谐振特征研究与特征提取[D]. 哈尔滨工程大学, 2011.
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电力电缆绝缘带电测量技术采用了基于双窗全相位快速傅里叶变换的谐波分析算法,提高了计算精度。在嵌入式Linux环境下,开发出基于Qt的人机交互界面,使得测量装置的操作更加便捷。设计的装置满足高性能、低成本和智能化要求。
潘丰厚, 高强, 张光明, 等. 便携式电缆绝缘带电测量装置设计[J]. 仪表技术与传感器, 2017 (5): 40-44.
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针对传统的线性频率调制(LFM)波和频移键控(FSK)波体制的车载雷达系统存在的一些问题,提出了一种LFM和FSK结合的多频移键控(MFSK)波形雷达测量方法。首先,理论推导出了MFSK体制的测量原理,采用了全相位FFT(ap FFT)算法来提高相位估计精度;所设计的MFSK车载雷达系统在多目标情况下具有很高的测量分辨率、可以实现无模糊测量、有效避免虚假目标出现等优点,满足车载雷达测量系统对各项性能的要求。
蒋留兵, 宋永坤, 车俐. 一种 MFSK 车载雷达距离速度测量方法[J]. 现代雷达, 2017, 39(11): 27-33.
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本系统用全相位FFT鉴相法代替传统的FFT鉴相法,来消除存在频谱泄漏、“不同步采样”等易引起的测相误差,经全相位法鉴相后直接取谱线上主谱值对应的相位,即可得到准确的相位信息。然后根据相位值算出不同测量点的距离,这就是阵列式测距系统的原理。
张汉芯. 阵列激光测距系统调制与解调技术研究[D]. 大连海事大学, 2012.
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介绍了一种应用全相位FFT谱分析方法精确测量CCD图像传感器输出的模拟信号相位,提高CCD原理绝对值传感器分辨率的方法。
李俊. 一种提高 CCD 原理绝对值传感器分辨率的方法[J]. 制造技术与机床, 2017 (7): 86-87.
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提出了一种基于单频信号全相位快速傅里叶变换(apFFT)相位谱平坦特性的熄弧时刻捕捉算法.对故障相端电压信号进行全相位FFT计算,分析二次电弧熄弧前后故障相端电压信号的全相位FFT频谱特征,在二次电弧熄弧前,由于过渡电阻的高度非线性,故障相端电压中有剧烈变化的高频信号,其全相位FFT相位谱不具平坦性;二次电弧熄灭后,过渡电阻消失进入恢复电压阶段,高频信号平稳变化,其全相位FFT相位谱较平坦.通过分析高次谐波相位谱平坦特性的变化,可准确捕捉二次电弧熄弧时刻.ATP-EMTP仿真结果表明,该方法计算简单,受故障位置、过渡电阻、功角等因素影响小.实际故障录波数据的分析结果验证了所提方法的有效性.
李娜, 江亚群, 黄纯, 等. 线路单相接地故障熄弧时刻捕捉算法[J]. 仪器仪表学报, 2017 (2017 年 07): 1660-1667.
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本文提出了基于全相位多块OFDM技术的雷达通信一体化信号。提出了全相位多块FFT解调技术。全相位多块FFT解调技术可以有效抑制传统FFT解调技术所带来的频谱泄露问题,并能提高接收信号的信噪比。最后,基于APMB-OFDM信号进行了雷达通信一体化系统仿真。仿真实验表明,全相位多块OFDM一体化信号能够使噪声功率降低为原来的2/3左右,在高斯信道中能够节约2dB左右的信噪比,因此可以保证了良好的抗干扰能力和雷达测距测速精度。
周英. 车联网环境下的雷达通信一体化信号分析与设计[D]. 湖南大学, 2014.
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用全相位法提取目标回波相位,获取目标声散射相位特性随频率、空间位置等变化规律。通过单层球壳声散射实验,获取了其声散射相位特性,与理论预报结果吻合较好。研究表明:全相位法可以有效提取水下目标声散射相位。
周彦玲, 范军, 王斌. 水下目标散射声场的相位特性[J]. 第十五届船舶水下噪声学术讨论会论文集, 2015.
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提出了一种基于ap-Welch频谱估计(基于全相位预处理的Welch频谱估计)的方法,从理论上证明了其比Welch频谱估计法具有更强的旁瓣抑制作用。仿真实验结果表明,ap-Welch频谱估计法能够有效提高频谱估计的精度,而且随着全相位阶数的增加,频谱估计的收敛特性也随之改善。
王文先, 刘合朋, 钟正虎. 基于 ap-Welch 的随机角振动信号的频谱估计方法研究[J]. 导航与控制, 2017, 4: 004.
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提出基于全相位校正的六自由度电磁定位信号提取方法,采用双窗全相位时移相位差法抑制频偏对信号幅值参量估计的影响,提高定位精度;利用信号的正交性、周期性,降低幅值参数求解矩阵的维度,简化了求解过程。
刘阳. 多目标六自由度电磁定位关键技术研究[D]. 吉林大学, 2017.
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采用全相位快速傅里叶变换鉴相算法来计算激光束往返被测目标的总相位差,计算出粗测距离和精测距离,再通过数据衔接算法来得到精确测量距离.仿真研究了加窗函数和白噪声对相位测量精度的影响.仿真结果表明:汉宁(Harming)加窗函数对噪声信号的抑制效果最好,信噪比与测相精度成正比,在高信噪比下,100m测距范围的测距误差小于±2mm,为相位式激光测距系统电路设计提供了理论依据。
张小鸣, 王燕萍. 相位式激光测距系统优化设计及仿真[J]. 计算机仿真, 2016 (2016 年 02): 41-46.
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引入了全相位频谱分析技术得出了信号的频谱图;该方法减少了采集板结构和所占的空间,同时使系统的实时性、采集电容的准确度及图像的成像精度得到了进一步的提高.
孙启国, 陈超洲, 杜超. 一种新的数字化提取油气润滑 ECT 系统电容值的方法研究[J]. 机械研究与应用, 2015, 28(6): 3-6.
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从GNSS-R遥感技术和电磁波干涉理论出发,以单天线观测模式下的覆盖有单层电介质的传导模型为基础,利用具有良好相位不变性和频谱泄漏抑制性的全相位FFT对GNSS干涉信号进行频谱分析,建立了油层厚度与干涉功率曲线初相位的映射。
孙明, 贾紫樱, 张波, 等. 利用 GNSS-R 探测油层厚度的模型研究[C]//第十一届全国信号和智能信息处理与应用学术会议专刊. 2017.
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提出了一种适用于非协作通信的基于星座图匹配多进制正交调幅(MQAM)信号识别方法。该方法无需信号载频、带宽等先验知识,而是利用高精度测频、全相位快速傅里叶变换(FFT)等方法对信号载频、码速率及初相位进行精确估计,并利用插值滤波消除定时误差,最后将星座图与参考星座图进行匹配,进而得到识别结果。仿真结果表明,当信号Eb/N0〉5dB且码元数为1 000时,对信号的识别正确率大于95%。
周瑞岩, 裴立斌. MQAM 信号的调制样式识别[J]. 舰船电子对抗, 2015, 38(3): 39-42.
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并运用全相位FFT谱分析提取电量信号的幅值和相位,在此基础之上,应用变载法求出了各种条件下皮肤电极单元等效电路的阻抗参数,并验证了该方法的正确性。计算出的等效电路阻抗参数可用于体导电能量传递的电路分析和系统的优化设计。
唐治德, 陈秀发, 刘海龙. 体导电能量传递二端口网络集总参数的计算[J]. 重庆大学学报: 自然科学版, 2014, 37(1): 54-60.
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采用基于全相位傅立叶变换的软件比相方法,提高了相位测量精度。
杨前成. 基于 ARM 的矿用低压馈电开关保护装置的研究与设计[D]. 杭州: 中国计量学院, 2012.
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针对转子因质量分布不均匀引起惯性力和惯性力矩,从而造成工作时处于不平衡状态,导致设备的能耗高、噪声大、稳定性差的问题,基于全相位FFT(apFFT法对刚性转子的单面平衡和双面平衡法进行了理论研究,并在此基础上开发了多工位自动平衡机。转子动平衡测试结果表明该装置具有较高的精度及稳定性
杨佳泉, 张家华, 黎文安. 刚性转子动平衡测试装置的研究与开发[J]. 电工技术, 2016 (7): 54-57.
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“全相位频谱校正”可避免信号离散化的影响。通过多组测试统计,证明该方法能够测得明渠水速,并且有较高的测量精度。
王婧, 刘纪元, 焦学峰, 等. 明渠水声信号测速方法研究[J]. 电子设计工程, 2011, 19(2): 58-61.
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全相位数字鉴相算法对提高系统测量精度有显著效果。
赵晟娅. 高精度激光并行测距系统信号检测与处理技术 [D][D]. 大连海事大学, 2014.
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利用全相位快速Fourier变换(FFT)算法计算电流故障分量的相位,通过比较相邻测点的电流相位差和设定阈值的大小关系将故障点定位在相邻测点所在杆塔之间并判断出故障类型。考虑了如Rogowski电流互感器的传变特性、全相位FFT算法的抗噪性能等可能造成电流相位误差的一些主要因素影响,并对各种不同故障情况进行了仿真模拟,结果表明相角差阈值设在65°~75°间能够满足正确的故障判别要求。
范新桥, 朱永利, 卢伟甫. 采用电流分布式测量和相位比较方式的输电线路故障定位[J]. 高电压技术, 2012 (2012 年 06): 1341-1347.
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采用FFT结合全相位FFT(APFFT)的方法来提取测量信号的复阻抗信息。仿真结果表明,该法应用于2R-1C阻抗模型的复阻抗信息提取时,幅度最大相对误差不超过1.9%,相位最大绝对误差不超过0.9度,满足测量系统要求。
邱斌. 生物电阻抗成像同时多频激励下测量信号提取方法研究[D]. 广西大学, 2013.
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采用全相位谱时移相位差方法对频差进行了校正,完成了静止目标的外场实验数据全处理,验证了方法的可行性,并对运动目标进行了成像模拟,发现该方法完全不受目标运动的影响,可用于实际工程系统的数据处理。
于树海. 傅里叶望远镜成像关键技术研究[D]. 中国科学院研究生院 (长春光学精密机械与物理研究所), 2014.
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然后对比分析各种数字化测量相位差方法,选择精确的基于全相位FFT频谱分析测相算法,通过数字信号处理器TMS320LF2407A来完成算法的实现
梅强昊. 基于 DSP 的机械传动试验台测控系统设计与研究[D]. 西华大学, 2009.
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在分析比较几种相位差测量方法的基础上,得出采用全相位FFT(apFFT)的方法进行相位差的测量是最优的方法,并且该方法不需要借助其他任何频谱校正的措施就可以高速的、精确的测出相位值,且精度高。
樊玉赢. 激光测距仪光学系统设计及数据处理方法研究[D]. 天津理工大学, 2013.
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采用基于全相位FFT频谱分析的鉴相算法编写并行测距系统软件,有效抑制频谱泄露,并且在非倍频采样时测相仍然准确,提高了鉴相精度
许学君. 激光并行测距关键技术研究[D]. 大连海事大学, 2011.
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包括基于全相位傅里叶变换(all phase FFT, apFFT)的软件解调方法和基于低通滤波的硬件解调方法,实现了复杂剩余电流的准确检测。通过对激磁电流信号进行采样和A/D转换,并采用apFFT对采集数据进行处理,可以解决频谱泄漏问题,通过软件方法将剩余电流信号从激磁电流信号中分离出来
王尧. 复杂波形条件下剩余电流检测技术研究[D]. 天津: 河北工业大学, 2012.
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提出了针对参考通道输出信号的全相位校正方法.
杜政东, 魏平, 尹文禄, 等. 幅相不一致对沃森-瓦特测向的影响及解决方法[J]. 电波科学学报, 2015, 30(5): 959-966.
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对Hilbert变换进行全相位改进,来求解无功功率,具有精度高,实时性强等特点。
张国亮. 基于 FPGA 的无功功率测量仪的设计[D]. 哈尔滨理工大学, 2015.
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提出了一种结合全相位FFT频谱分析与行波特征频率的故障测距方法,利用ap FFT计算各区段监测点两端各相对应的相位差,通过与阈值对比确定故障所在区段,减少了由于行波在分支点发生反射与折射造成的衰减误差。
唐雨. 小电流接地系统单相接地故障测距方法研究[D]. 湖南大学, 2015.
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首先,利用全相位 FFT 相位差校正法对其电力信号进 行谐波分析,得到各频率谐波、间谐波成分;然后,由相位谱平坦特性判别电力信号是否含密集频谱成分,并获得密集频谱谐波、间谐波的频率位置;对信号的密集频谱段进行细化分析,得到频率间隔相近的谐波、间谐波参数。该方法可精确获取信号各频率成分的频率、幅值和相位,保证密集频谱段谐波和间谐波的测量精度,且计算量较小。仿真结果验证了所提方法的有效性。
邹培源,黄纯,江辉,周迭辉.基于全相位谱细化与校正的谐波和间谐波测量方法 [J]. 电网技术,2016-06-02 09:54
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采用基于解析的全相位FFT算法(apFFT)提高系统低频测量实时性和非正弦电参数检测的精度。
何为, 颜学龙, 李延平. 基于虚拟仪器的牵引变频器测试系统[J]. 计算机测量与控制, 2013, 21(11): 2935-2937.
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本文采用加窗插值FFT算法实现谐波情况下信号频率、幅值的检测,采用全相位FFT算法实现相位的无误差测量。
白金强.石油行业便携式高压用电节点在线测试系统技术研究与设计.中国石油大学(华东), 信息与通信工程, 2015, 硕士
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通过深入研究弹载毫米波雷达系统正交I、Q通道的幅度不一致、相位不正交和直流偏置对高分辨一维距离像的成像效果造成的影响,提出了正交双通道幅相误差校正方法;接着,针对AD芯片收发本振不同造成的幅相误差以及跳频导致各频点间信号的幅相误差问题,提出了基于全相位FFT测相法的幅相校正方法。
鄢思仪.弹载毫米波高分辨一维距离像技术研究[D].电子科技大学,硕士,2018年
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高动态条件下扩频信号的捕获常采用基于FFT的部分匹配滤波(PMF-FFT)捕获算法,但此算法存在频谱泄漏和多普勒频偏估计误差大的问题。通过全相位预处理的方法对PMF-FFT算法做出改进,提出了PMF-apFFT/FFT捕获算法。一方面,所提算法能够利用全相位FFT(apFFT)算法抑制PMF-FFT算法存在的频谱泄漏;另一方面,算法利用FFT运算结果辅助PMF-apFFT支路对多普勒频偏估计值进行校正,提高了频率估计精度。理论分析和仿真结果表明,PMF-apFFT/FFT捕获算法能够有效抑制PMF-FFT算法中由FFT运算带来的频谱泄漏,且多普勒频偏估计精度有显著提高。
王云静,张晓林,郑昆. 一种基于全相位予处理的PMF-FFT改进算法[J]. 遥测遥控,2018年03期
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根据车载雷达的研究现状和存在的问题,研究了一种基于MFSK(多频移键控)的车载雷达系统实现方案。详细分析了系统的目标测量原理,并介绍了系统的硬件结构和FPGA算法实现流程,其中算法结合了全相位FFT和改进的CA-CFAR(单元平均恒虚警)算法,保证了系统的测量精度。实验结果表明,该系统有较高的测量精度,可以实现目标的无模糊测量,并且系统运行稳定。
宋永坤,蒋留兵,车俐. MFSK雷达系统设计与实现[J]. 电子技术应用, 2018年 第08期
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介绍了一阶空频自适应处理(SFAP)算法的实现方式,指出SFAP中截断FFT操作会造成频谱泄露,分析了频谱泄露对SFAP算法抗干扰性能的影响。本文中采用加窗处理抑制频谱泄露,并提出将全相位FFT(apFFT)应用到SFAP算法,对加窗处理后的SFAP抗干扰性能进行了仿真研究。仿真结果表明,截断FFT会造成频谱泄露,加入不同的窗函数能够有效抑制截断FFT造成的频谱泄露,从而不同程度地提升输出信干比(SIR)。相比传统的窗函数,全相位窗能够更好地抑制频谱泄露,更大程度地提升SFAP处理后的SIR。
王 帅,代长勇,常 青.全相位FFT在SFAP抗干扰算法中的应用[J]. 太赫兹科学与电子信息学报,2017 Vol.15(6):978-983
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为此,提出了改进的二维全相位重构方法,相比于传统的傅里叶变换法,该重构算法可在不增加傅里叶系数的条件下同时有效减小图像的Gibbs效应,改善了重构图像的质量。
褚晶辉, 王晓娜, 黄翔东, 等. 一种基于全相位预处理有效消除图像 Gibbs 伪迹的方法[J]. 数据采集与处理, 2017, 32(5): 861-868.
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提出了新型最优改进对数全相位谱幅度(OM-LapSA)语音估计器,给出了新型语音估计器的流程框图.实验仿真表明,提出的语音估计器增强算法在抑制音乐噪声、提高信噪比和减少语音失真方面要优于传统OM-LSA语音估计器增强算法.
丁妮, 高勇. 基于全相位谱分析的语音估计器[J]. 电声技术, 2017 (2017 年 01): 50-54.
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采用水浸超声谐振方法,结合全相位频谱分析技术,对304不锈钢基体上的厚度在1mm以下的氧化铝陶瓷涂层的厚度进行测量.结果表明:基于全相位频谱分析技术的水浸超声谐振方法测得的涂层厚度与实际厚度的相对误差小于2%,可以较为精确地实现对氧化铝涂层厚度测量
…李永杰, 韩赞东. 陶瓷涂层厚度的水浸超声谐振测量[J]. 无损检测, 2017, 39(3): 1.
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电力电缆绝缘带电测量技术采用了基于双窗全相位快速傅里叶变换的谐波分析算法,提高了计算精度。
潘丰厚, 高强, 张光明, 等. 便携式电缆绝缘带电测量装置设计[J]. 仪表技术与传感器, 2017 (5): 40-44.
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本文针对一种谐振式红外传感器,首先对检测信号进行全相位FFT,然后利用传统FFT的频谱对全相位FFT的频谱进行校正,实现对频率的精确估计。该方法在使用单精度浮点数进行运算时在MHz量级上可分辨1Hz的信号频率。
苏俊亚, 张霞. 基于全相位 FFT 的频率估计及其 FPGA 实现[J]. 中国传媒大学学报 (自然科学版), 2017, 5: 009.
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