数字域正弦波检测方法及检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及信号处理技术领域，特别涉及数字域正弦波检测方法及检测装置，所述方法包括：设置突发有效标志、计数值为0，设定最小有效长度、最大测试序列长度；在正弦序列判决统计模块的A端输入第一输入序列An，B端输入为第二输入序列Bn；利用实正弦波序列和复正弦波序列逐点计算相角θn；利用正弦序列判决统计模块判断正弦波；判断正弦波属于突发正弦波还是持续正弦波，并计算出正弦波的频率；本发明专利技术本发明专利技术根据三角函数特性进行正弦波判断，存储空间小，计算复杂度低，对正弦波畸变的敏感度高。

【技术实现步骤摘要】
数字域正弦波检测方法及检测装置
本法明涉及信号处理
，特别涉及一种数字域正弦波检测方法及检测装置。
技术介绍
正弦波的检测可以分为模拟和数字两大类，数字域正弦波检测的方法比较多，主要有DFT法，相关检测方法等。傅里叶变换通过把时域信号变换到频域，实现对正弦波信号的识别及频率计算，正弦波信号经过傅里叶变换后，会形成单一的谱线。利用这一特性，可以对正弦波进行识别及频率计算。在数字域中，采用离散傅里叶变换(discreteFouriertransform，DFT)，DFT计算量大，快速傅里叶变换(fastFouriertransform，FFT)是DFT的一种快速的计算方法，使DFT的计算效率更高，速度更快。但是DFT、FFT的运算量随着序列长度的增加而增加，复杂度变高；并且DFT运算的频率分辨率为fs/N，若运算区间取短了则正弦波频率计算的精度不够，如果要保证精度，运算区间就必须取得比较大，这样造成对瞬态畸变不敏感，难以满足正弦波信号的检测精度。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种数字域正弦波检测方法及检测装置。本专利技术的一种种数字域正弦波检测方法，如图1，包括：S1、设置突发有效标志Flag_BurstValid为0、计数值Counter_Len为0，设定最小有效长度为Len_Validmin、最大测试序列长度为Len_Testmax；S2、在正弦序列判决统计模块的A端输入第一输入序列An，B端输入第二输入序列Bn；S3、利用第一输入序列An和第二输入序列Bn逐点计算相角θn；S4、判断相邻两点的相角差是否满足|θn-1-θn|<εth，若不满足，令计数值Counter_Len＝0，判断Flag_BurstValid＝＝1是否成立，若成立则转到步骤S5，若不成立则令Counter_Len＝0并返回步骤S2；若满足，则令Counter_Len+1，然后判断Counter_Len>Len_Validmin成立是否成立，若成立则令Flag_BurstValid＝1，并返回步骤S2；若不成立，则是否Counter_Len≥Len_Testmax，若是，跳至步骤S5，否则返回步骤S2；S5、判断正弦波属于突发正弦波还是持续正弦波，并根据根据相角θn和计数值Counter_Len的值，计算出正弦波的频率，返回步骤S1；其中，εth表示误差门限。优选的，第一输入序列An和第二输入序列Bn的计算包括：对于实正弦波序列，第一输入序列为An＝X(n)，第二输入序列为Bn＝X(n-Dm)+X(n+Dm)；对于复正弦波序列，第一输入序列为An＝Xr(n)·Xr(n-Dm)+Xc(n)·Xc(n-Dm)，第二输入序列为Bn＝Xc(n)·Xr(n-Dm)-Xr(n)·Xc(n-Dm)；其中，X(n)表示实正弦波序列，Dm表示延迟单元的延迟参数，Xr(n)表示复正弦波序列的I路，Xc表示复正弦波序列的Q路。本专利技术的一种数字域正弦波检测装置，包括：数字域正弦波检测装置包括实正弦波序列输入模块、复正弦波序列输入模块和正弦序列判决统计模块，实正弦输入模块包括带通滤波器、延迟单元和加法器，复正弦输入模块包括带通滤波器、延迟单元、乘法器和加法器，正弦序列判决统计模块的输入端包括A端和B端，分别在A端输入第一输入序列An、B端输入第二输入序列Bn；实正弦波序列输入模块用于计算实正弦波序列A端的第一输入序列An和B端的第二输入序列Bn；复正弦波序列输入模块用于计算复正弦波序列A端的第一输入序列An和B端的第二输入序列Bn；正弦序列判决统计模块用于判断相邻两点的相角θn的绝对差值与误差门限εth的关系，并计算出正弦波的频率。本专利技术实现复杂度低，每一个点的运算量远低于FFT的运算量，前面采样点计算过的关于θn的结果可以重复使用；对畸变的敏感度高，正弦波序列的相位满足严格的数学关系，因此本专利技术能实时的检测出正弦波序列的畸变，并且本专利技术存储空间小，在高信噪比条件下相对于目前已有的方法，对正弦波的检测效率和准确性都更高。附图说明图1为本专利技术数字域正弦波检测方法流程示意图；图2为本专利技术实正弦波序列检测模块示意图；图3为本专利技术复正弦波序列检测模块示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术的一种数字域正弦波检测方法，如图1，包括：S1、初始化，设置突发有效标志Flag_BurstValid为0、计数值Counter_Len为0，设定最小有效长度为Len_Validmin、最大测试序列长度为Len_Testmax；S2、在正弦序列判决统计模块的A端输入第一输入序列An，B端输入为第二输入序列Bn；S3、利用第一输入序列An和第二输入序列Bn逐点计算相角θn；S4、判断相邻两点的相角差是否满足|θn-1-θn|<εth，若不满足，令计数值Counter_Len＝0，判断Flag_BurstValid＝＝1是否成立，若成立则转到步骤S5，若不成立则令Counter_Len＝0并返回步骤S2；若满足，则令Counter_Len自增1(Counter_Len++)，然后判断Counter_Len>Len_Validmin成立是否成立，若成立则令Flag_BurstValid＝1，并返回步骤S2；若不成立，则是否Counter_Len≥Len_Testmax，若是，进入步骤S5，否则返回步骤S2；S5、判断正弦波属于突发正弦波还是持续正弦波，并根据相角θn和计数值Counter_Len的值，计算出正弦波的频率，返回步骤S1；其中，εth表示误差门限，最小有效长度Len_Validmin用于判断为正弦波序列的最小长度门限，优选的Len_Validmin＝5；最大测试序列长度Len_Testmax，对持续正弦波序列进行检测时的最大检测长度。本专利技术的实正弦波序列检测模块如图2，包括带通滤波器、延迟单元和加法器，实正弦波序列经过带通滤波器后得到X(n+Dm)，X(n+Dm)通过延迟单元得到X(n)，将X(n)输入到正弦序列判决统计模块的A端；将X(n)通过延迟单元得到X(n-Dm)，将X(n-Dm)与X(n+Dm)输入加法器所得到的结果输入到正弦序列判决统计模块的B端，Dm为延迟单元的延迟参数。本专利技术的复正弦波序列检测模块如图3，复正弦波序列分为I、Q两路，复正弦波序列的I路经过带通滤波器后得到Xr(n)，Xr(n)通过延迟单元得到Xr(n-Dm)，复正弦波序列的Q路经过带通滤波器后得到Xc(n)，Xc(n)通过延迟单元得到Xc(n-Dm)，将Xr(n)·Xr(n-Dm)+Xc(n)·Xc(n-Dm)的结果输入到正弦序列判决统计模块的A端，将Xc(n)·Xr(n-Dm)-Xr(n)·Xc(n-Dm)的结果输入到正弦序列判决统计模块的B端。正弦序列判决统计模块进行逐点运算，首先需要初始化系统，令突发有效标志Flag_BurstValid、计数值Counter_Len为0，设定最小有效长度为Len_Validmin、最大测试序列长度为Len_Testma本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字域正弦波检测方法，其特征在于，包括：S1、设置检测正弦波畸变的参数，即令突发有效标志Flag_BurstValid为0、计数值Counter_Len为0，并设定正弦波的最小有效长度为Len_Validmin、最大测试序列长度为Len_Testmax；S2、在正弦序列判决统计模块的A端输入第一输入序列An，B端输入为第二输入序列Bn；S3、利用输入的第一输入序列An和第二输入序列Bn，逐点计算相角θn；S4、判断相邻两点的相角θn的差是否满足|θn‑1‑θn|

【技术特征摘要】
1.一种数字域正弦波检测方法，其特征在于，包括：S1、设置检测正弦波畸变的参数，即令突发有效标志Flag_BurstValid为0、计数值Counter_Len为0，并设定正弦波的最小有效长度为Len_Validmin、最大测试序列长度为Len_Testmax；S2、在正弦序列判决统计模块的A端输入第一输入序列An，B端输入为第二输入序列Bn；S3、利用输入的第一输入序列An和第二输入序列Bn，逐点计算相角θn；S4、判断相邻两点的相角θn的差是否满足|θn-1-θn|<εth，若不满足，令计数值Counter_Len＝0，判断Flag_BurstValid＝＝1是否成立，若成立则转到步骤S5，若不成立则令Counter_Len＝0并返回步骤S2；若满足，则令Counter_Len自增1，然后判断Counter_Len>Len_Validmin是否成立，若成立则令Flag_BurstValid＝1，并返回步骤S2；若不成立，则是否Counter_Len≥Len_Testmax，若是，跳至步骤S5，否则返回步骤S2；S5、判断正弦波属于突发正弦波还是持续正弦波，根据相角θn和计数值Counter_Len的值，计算出所述正弦波的频率，得出正弦波的类别，返回步骤S1；其中，εth表示误差门限。2.根据权利要求1所述的数字域正弦波检测方法，其特征在于，步骤S2第一输入序列An和第二输入序列Bn的计算为：对于实正弦波序列，A端输入的第一输入序列为An＝X(n)，B端输入的第二输入序列为Bn＝X(n-Dm)+X(n+Dm)；对于复正弦波序列，A端输入的第一输入序列为An＝Xr(n)·Xr(n-Dm)+Xc(n)·Xc(n-Dm)，B端输入的第二输入序列为Bn＝Xc(n)·Xr(n-Dm)-Xr(n)·Xc(n-Dm)；其中，X(n)表示实正弦波序列，Dm表示延迟单元的延迟参数，Xr(n)表示复正弦波序列的I路，Xc(n)表示复正弦波序列的Q路。3.根据权利要求1所述的一种数字域正弦波检测方法，其特征在于，步骤S3相角θn的计算为：对于实正弦波序列，相角为θn＝arccosBn/2An；对于复正弦波序列，相角为θn＝arctanBn/An。4.根据权利要求1所述的数字域正弦波检测方法，其特征在于，误差门限εth的计算为：其中，ferr表示根据实际场景设置的最大检测频率误差，fs表示采样频率，Dm表示延迟单元的延迟参数。...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁明江，刘松，万青，庞育才，吴广富，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50