三阶半周拟合幅频解调测量方法技术

三阶半周拟合幅频解调测量方法，涉及电子测控领域，解决现有方法测量待测信号均需要的一个完整周期，且存在计算量大难以实现快速测量，导致测量信息存在被丢弃以及测量精度低等问题，本发明专利技术方法可以测量得到任意信号瞬时频率和瞬时振幅的方法；事先不需要知道信号的任何参数，分析待测信号采样量化数据，计算出平均值之后，把数据分成正半周期和负半周期两种类型；对任意半周数据，先用三阶曲线拟合，然后利用拟合系数计算出待测信号的瞬时频率以及瞬时振幅；由于只需要测量待测信号的半个周期，因此，具有测量速度快的优点；因为所有采样点的信息都被利用，所以提高采样频率可以抑制待测信号中可能存在的噪声，有效提高测量精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
三阶半周拟合幅频解调测量方法


[0001]本专利技术涉及电子信号频率的测量
，具体涉及一种三阶半周拟合幅频解调测量方法。

技术介绍

[0002]对电子信号频率的测量在通信等电子技术中具有广泛的应用，对于高频信号来说，通常采用在一个固定时间段内测量这个信号特征点发生次数的计数法，例如常见以过零点作为特征点把正弦信号变成方波之后计数测频；而对于低频信号来说，通常采取测量这个信号的周期之后，取倒数得到频率的周期方法；还有用博立叶级数展开之后分析各信号频率分量的博立叶法；对于这些方法，从测量速度的角度上看，至少都需要测量待测信号的一个完整周期，尤其是博立叶法不仅需要测量多个待测信号的周期，还存在计算量巨大的问题，更是难以实现快速测量；从测量精度的角度上看，计数法和周期法只能利用到待测信号中某些孤立的特征点信息，而其它信息都被丢弃损失，所以在快速测量时精度较低。
[0003]对于混有噪声的待测信号，博立叶法需要把频带内所有频率分量全部都计算出来之后，排序之后才能找到能量最大频率分量，而本专利技术可直接测量得到能量最大的那个频率分量；

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决现有方法测量待测信号均需要的一个完整周期，且存在计算量大难以实现快速测量，导致测量信息存在被丢弃以及测量精度低等问题，提供一种三阶半周拟合幅频解调测量方法。
[0005]三阶半周拟合幅频解调测量方法，该方法包括对待测信号的半周区间计算，三阶拟合以及计算待测信号幅频三个步骤，该方法由以下步骤实现：
[0006]步骤一、采用处理器对待测信号进行半周区间进行计算；具体过程为：
[0007]步骤一一、将待测信号存储在数组S[i]中，确定i＝P位于待测信号的正半周，还是负半周，并且取得对应半周部分的全部数据，采用i＝E作为所述对应半周部分的起始索引序号，用i＝U作为所述半周部分的结束序号；取S[i]中位于以i＝P位置左侧两个数据S[P
‑
1]和S[P
‑
2]，用变量L保存S[P
‑
1]与S[P
‑
2]的和；用变量M保存数据S[P]乘以2的积；然后比较L和M的大小，如果M大于L，则执行步骤一二，否则执行步骤一三；
[0008]步骤一二、从数组S[i]中位于以i＝P位置向左方向找到数组S[i]中的极小值位置，用变量E保存；然后从数组S[i]中位于以i＝P位置向右方向找到数组S[i]中的极大值位置，用变量G保存；再从数组S[i]中位于以i＝G位置向右方向找到数组S[i]中的极小值位置，用变量U保存；然后执行步骤一四；
[0009]步骤一三、从数组S[i]中位于以i＝P位置向左方向找到数组S[i]中的极大值位置，用变量E保存，然后从数组S[i]中位于以i＝P位置向右方向找到数组S[i]中的极小值位置，用变量G保存，再从数组S[i]中位于以i＝G位置向右方向找到数组S[i]中的极大值位
置，用变量U保存；然后执行步骤一四；
[0010]步骤一四、计算数组S[i]中索引号位于i＝E到i＝U之间的所有数值的平均值Q；如果G大于Q，则执行步骤一五，否则执行步骤一六；
[0011]步骤一五、从数组S[i]中位于以i＝E位置向右方向查找第一个大于Q的数值，用变量E保存这个位置，再从数组S[i]中位于以i＝U位置向左方向查找第一个大于Q的数值，用变量U保存这个位置；获得数组S[i]中信号半周区间，采用变量E保存左端索引序号，变量U保存右端索引序号；
[0012]步骤一六、从数组S[i]中位于以i＝E位置向右方向查找第一个小于Q的数值，采用变量E保存这个位置，再从数组S[i]中位于以i＝U位置向左方向查找第一个小于Q的数值，用变量U保存这个位置；获得数组S[i]中信号半周区间，采用变量E保存左端索引序号，变量U保存右端索引序号；
[0013]步骤二、对步骤一获得的半周区间的待测信号进行三阶拟合，具体步骤为：
[0014]步骤二一、定义一个一维数组Q，数组中元素个数用Z表示，Z值等于变量U减去变量E；然后再定义一个一维数组R，数组中元素个数也为Z；
[0015]步骤二二、定义一个变量j，使j的值等于E；然后再定义一个变量K，并使变量K的初始值等于零；再定义一个变量T，并使T的初始值等于E减去G；
[0016]步骤二三、以变量j作为数组S的索引序号，从数组S中的取得数据S[j]的数值保存到数组Q中以K为索引序号的Q[K]中，然后把数组R中以K为索引序号的R[K]中数值为T的平方；
[0017]步骤二四、累加变量K和变量T，再累加变量j之后，如果j的值大于等于Z，则执行步骤二五，否则执行步骤二三；
[0018]步骤二五、同时从数组Q以及数组R中取得数据，以j作为循环变量，构造成为下述矩阵形式的三阶拟合方程组，解方程组计算出a,b,c,以及d这四个未知数值；
[0019][0020]式中，a为三次项系数，b为二次项系数，c为一次项系数，d为常数项；
[0021]步骤三、计算步骤二进行三阶拟合后的待测信号的幅频，具体过程如下：
[0022]当固定采样频率为F时，利用拟合方程组解出的a,b,以及c，计算出待测信号的瞬时频率f；
[0023][0024]所述待测信号的瞬时振幅为Amp，通过下式计算：
[0025][0026]所述瞬时频率f和瞬时振幅分别用于调频广播解调制和调幅广播解调制。
[0027]本专利技术的有益效果：本专利技术方法可以测量得到任意信号瞬时频率和瞬时振幅的方法；事先不需要知道信号的任何参数，分析待测信号采样量化数据，计算出平均值之后，把数据分成正半周期和负半周期两种类型；对任意半周数据，先用三阶曲线拟合，然后利用拟合系数计算出待测信号的瞬时频率以及瞬时振幅；由于只需要测量待测信号的半个周期，因此，具有测量速度快的优点；因为所有采样点的信息都被利用，所以提高采样频率可以抑制待测信号中可能存在的噪声，有效提高测量精度。
附图说明
[0028]图1为本专利技术所述的三阶半周拟合幅频解调测量方法的原理框图。
[0029]具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，三阶半周拟合幅频测量方法，该方法通过三阶半周拟合幅频测量系统实现，所述三阶半周拟合幅频测量系统包括数据输入端，存贮器，处理器和输出端；
[0030]所述数据输入端输入待测信号数据，若待测信号为模拟信号，则需要用模数转换器转换之后再送给数据输入端1；要求信号数据以固定频率F采样产生；待测信号为原始信号混入随机噪声信号；原始信号为单一频率的余弦信号，瞬时频率用f表示为未知数值，瞬时振幅用Amp表示也为未知数值；f的最大值低于频率上限值H，必须保证采样频率F大于上限数值H的8倍；要求任意时刻待测信号混入的噪声信号强度必须小于待测信号强度；
[0031]存贮器保存从数据输入端获得的待测信号数据；在每一次测量过程中需要一批数据有M个数值，在逻辑上连续存贮，形成一个一维数组的数据结构，用S[i]表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三阶半周拟合幅频解调测量方法，其特征是：该方法包括对待测信号的半周区间计算，三阶拟合以及计算待测信号幅频三个步骤，该方法由以下步骤实现：步骤一、采用处理器对待测信号进行半周区间进行计算；具体过程为：步骤一一、将待测信号存储在数组S[i]中，确定i＝P位于待测信号的正半周，还是负半周，并且取得对应半周部分的全部数据，采用i＝E作为所述对应半周部分的起始索引序号，采用i＝U作为所述半周部分的结束序号；取S[i]中位于以i＝P位置左侧两个数据S[P
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1]和S[P
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2]，用变量L保存S[P
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1]与S[P
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2]的和；用变量M保存数据S[P]乘以2的积；然后比较L和M的大小，如果M大于L，则执行步骤一二，否则执行步骤一三；步骤一二、从数组S[i]中位于以i＝P位置向左方向找到数组S[i]中的极小值位置，用变量E保存；然后从数组S[i]中位于以i＝P位置向右方向找到数组S[i]中的极大值位置，用变量G保存；再从数组S[i]中位于以i＝G位置向右方向找到数组S[i]中的极小值位置，用变量U保存；然后执行步骤一四；步骤一三、从数组S[i]中位于以i＝P位置向左方向找到数组S[i]中的极大值位置，用变量E保存，然后从数组S[i]中位于以i＝P位置向右方向找到数组S[i]中的极小值位置，用变量G保存，再从数组S[i]中位于以i＝G位置向右方向找到数组S[i]中的极大值位置，用变量U保存；然后执行步骤一四；步骤一四、计算数组S[i]中索引号位于i＝E到i＝U之间的所有数值的平均值Q；如果G大于Q，则执行步骤一五，否则执行步骤一六；步骤一五、从数组S[i]中位于以i＝E位置向右方向查找第一个大于Q的数值，用变量E保存这个位置，再从数组S[i]中位于以i＝U位置向左方向查找第一个大于Q的数值，用变量U保存这个位置；获得数组S[i]中信号半周区间，采用变量E保存左端索引序号，变量U保存右端索引序号；步骤一六、从数组S[i]中位于以i＝E位置向右方向查找第一个小于Q的数值，采用变量E保存这个位置，再从数组S[i]中位于以i＝U位置向左方向查找第一个小于Q的数值，用变量U保存这个位置；获得数组S[i]中信号半周区间，采用变量E保存左端索引序号，变量U保存右端索引序号；步骤二、对步骤一获得的半周区间的待测信号进行三阶拟合，具体步骤为：步骤二一、定义一个一维数组Q，数组中元素个数用Z表示，Z值等于变量U减去变量E；然后再定义一个一维数组R，数...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦杰，
申请(专利权)人：吉林省广播电视研究所吉林省广播电视局科技信息中心，
类型：发明
国别省市：