一种高动态冲击信号的频率解算方法与系统技术方案

本发明专利技术提出了一种高动态冲击信号的频率解算方法与系统。该系统包括混频模块、信号采集模块和频率解算模块。混频模块中通道数、滤波器、本振信号等电路参数由仿真优化确定；测量时信号输入混频模块后同时进入多个通道，每个通道具有不同的信号频带，并将该通道的信号转换成低频段的差频信号；该差频信号经滤波后输入信号采集模块，获得不同信号频带的测量数据；频率解算模块根据多通道的频谱参数和测量数据，求解信号的瞬时频率，从而得到冲击速度。本发明专利技术的特点在于利用多通道混频降低了对采样率和电路制作的要求，并可实现高动态信号的频率解算，在高动态冲击信号测量领域具有重要应用前景。应用前景。应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高动态冲击信号的频率解算方法与系统


[0001]本专利技术涉及一种高动态冲击信号的频率解算方法与系统，用于激光干涉法所产生的高动态冲击信号的频率解算，属于高动态信号测量领域。

技术介绍

[0002]随着军事领域的信息化、数字化、智能化趋势，各种侵彻式武器发展的如火如荼，在武器装备研制过程中，其搭载的智能传感系统、弹载仪器等需要开展强冲击环境实验验证，因此对弹体各种参数的测量也愈发重要，通过获取炮弹在出膛、飞行、击中目标等时候的速度，可以对其出射和飞行状态进行详细的分析。在试验中可能会遇到量值达到或超过200m/s的瞬时速度，对于这样的速度测量，可实现的方法有多种，最典型的是采用时间间隔测量法，但得到的是平均速度，信息有限，不能用来研究整个冲击运动过程。目前，测量速度按测量方式可分为两类：接触式和非接触式。接触式测量主要是指通断靶，它是当弹丸穿过时与靶面接触，利用装置中电路开启或关闭的方式来产生脉冲电信号，以此脉冲电信号作为打开或关闭计时仪计时的靶信号。接触式测量方法的优点是结构简单、制造方便以及抗干扰能力强等，因而广泛的应用于早期的弹丸速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高动态冲击信号的频率解算方法与系统，系统包括混频模块、信号采集模块和频率解算模块，其特征在于对不同频率范围的待测信号针对性的设计电路通道数和本振信号频率，采集过程中对待测信号进行混频处理以降低高频信号的频率，从而使系统能够以较低的采样率对信号进行采集，同时采用多个通道对信号进行并行处理与采样，实现对冲击信号的捕获；信号首先经过多通道混频的方式被分割为多个不同的频段并降低频率，然后低频率的差频信号被保留进行下一步的采集和存储，最后上传至计算机的信号经过合成和补偿后求解出瞬时频率。2.根据权利要求1所述的一种高动态冲击信号的频率解算方法与系统，其特征在于根据实际待测信号通过仿真确定前端降频电路通道个数和每个通道的本振信号频率，对原始待测信号进行模拟，其中，信号的幅值A
t
、频率ω
t
和相位分别随着时间t变化，频率范围ω0＜ω
t
≤ω
max
，M＝ω
max
‑
ω0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)即M就是信号在整个冲击过程中的频率带宽，信号同时输入n个通道，每个通道前端是一个无源带通滤波器，滤波器的通带范围都是不同的，所有通道的频率范围组合起来可以覆盖待测信号带宽，从通道1到通道n，通带频率是逐渐增加的，并且为了避免临界位置处频率的信号无法进行采集的问题，相邻的两个通道可通过的频率范围具有一定的重叠，如果降频过程中每个通道可以通过的信号频率带宽为m，则通道数n选择为大于的最小整数，那么每个通道的可通过频率为，经过带通滤波器筛选后的信号与本振信号混合，由于带通滤波器通带频率的不同，所以每个通道的本振信号频率也不同，设置为通带频率的最小值，对于第k个通道来说，本振信号的频率是ω
k
，假如某一时刻经过带通滤波器的滤波后，k通道的信号可以表示为，A
′
t
是经过滤波器衰减后的信号幅值，第k个通道的本振信号为，f
k
(t)＝A
k
cos(ω
k
t)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)经过带通滤波后的信号和本振信号进行混合，由于混频器电路中电流和电压的非线性
特性，输出信号中包括两个输入的和频、差频和高次谐波等分量，那么输出信号为，输出信号经过低通滤波器后，保留频率为ω
t
‑
ω
k
的信号分量，从而实现降低...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹章，徐立军，朱晓琳，李泓瑶，樊泽腾，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：