ZP89型移频信号中心频率检测方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了ZP89型移频信号中心频率检测方法、设备及存储介质，方法包括步骤：通过欠采样法对ZP89型移频信号进行采样；对采样数据进行FFT分析；在步骤二所得的频谱上找到左右主峰及其对应的左右次峰，共六个峰；根据左主峰或右主峰的左右次峰幅值的比值的大小，选取最大的二个峰值或四个峰值完成t点的能量重心校正，得到校正后的峰值；根据步骤三所得的校正后的峰值计算欠采样中心频率；对步骤四的计算结果进行频谱还原，得到ZP89型移频信号中心频率。本方案通过能量重心的校正提升频率分辨率，进一步提高计算精度；通过二峰法和四峰法的结合使用解决了频域分析中可能出现的中心频率大幅跳动问题。频率大幅跳动问题。频率大幅跳动问题。

【技术实现步骤摘要】
ZP89型移频信号中心频率检测方法、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及移频信号中心频率检测，具体涉及ZP89型移频信号中心频率检测方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]铁路移频轨道电路是铁路信号设备中的重要组成部分，主要用于区间轨道电路，将此信号利用钢轨作为传输通道来控制通过信号机的显示，达到自动指挥列车运行的目的。区间轨道电路越长，轨道电路的阻抗越大，受轨道电路的二次参数的影响就越大。低频低阻抗的电源受这种干扰很大，体现的很不稳定。采用频率调制的方法，把低频信号搬移到较高频率上，从而形成振幅不变、频率随低频信号的幅度做周期变换的调频信号。
[0003]我国铁路中，ZP89型移频轨道电路采用的是相位连续的移频键控(FSK)信号，波形如图2所示；图中f1为下边频，f2为上边频，低频为中心频率为移频信号检测方法是对移频轨道电路信号的检测方法，可以有效地实现对轨道电路发出信号的监测。目前移频信号对中心频率的计算主要有三种方法：相位推算法、过采样法和欠采样法。相比于ZPW2000移频轨道电路(1700Hz
‑
2600Hz)，ZP89型移频轨道电路的频率较低，在450Hz
‑
850Hz之间，采用上述三种方法得到的中心频率精度不高；因此，ZP89型移频轨道电路此类低频信号中心频率的检测精度有待进一步提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了ZP89型移频信号中心频率检测方法、设备及存储介质，解决了传统过采样法和欠采样法中存在的中心频率偶尔出现大幅度跳动的问题，同时比相位推算法的计算量小、计算精度高，在产品质量得到提升的同时降低产品成本，整体上提升了ZP89型移频信号的中心频率计算精度。
[0005]一方面，本申请提供了一种ZP89型移频信号中心频率检测方法，具体包括如下步骤：
[0006]步骤一：通过欠采样法对ZP89型移频信号进行采样；
[0007]步骤二：对采样数据进行FFT分析；
[0008]步骤三：在步骤二所得的频谱上找到左右主峰f1、f2，及其对应的左右次峰f1′1、f1′2、f2′1、f2′2，共六个峰；根据左主峰或右主峰的左右次峰幅值的比值：或的大小，选取最大的二个峰值(二峰法)或四个峰值(四峰法)完成t点的能量重心校正，得到校正后的峰值；
[0009]步骤四：根据步骤三所得的校正后的峰值计算欠采样中心频率f
′
；
[0010]步骤五：对步骤四的计算结果进行频谱还原，得到ZP89型移频信号中心频率f
b
。
[0011]本方案通过能量重心的校正提升频率分辨率，进一步提高计算精度；通过二峰法和四峰法的结合使用解决了频域分析中可能出现的中心频率大幅跳动问题。
[0012]在上述方案的基础上，进一步的有：在步骤二中，对采样数据加汉宁窗后进行FFT分析。
[0013]在上述方案的基础上，进一步的有：在步骤二中，对采样数据进行1024点FFT分析。
[0014]在上述方案的基础上，进一步的有：在步骤二中，当采样数据不足1024点时，对不足1024点的部分进行补零。
[0015]在上述方案的基础上，进一步的有：在步骤三中，当左右次峰幅值的比值或大于3或小于1/3时，分别选取左右最大的两个峰值，共四个峰值完成t点的能量重心校正，得到校正后的峰值f
maxl1
、f
maxl2
、f
maxr1
、f
maxr2
；否则分别选取左右最大的一个峰值，共二个峰值完成t点的能量重心校正，得到校正后的峰值f
maxl
、f
maxr
。
[0016]在上述方案的基础上，进一步的有：在步骤三中，t点的能量重心校正Y的表达式为：
[0017][0018]其中，Y代表能量重心校正结果，Y
n
代表FFT结果某点幅值，X
n
代表FFT结果某点频率。
[0019]在上述方案的基础上，进一步的有：在步骤四中，欠采样中心频率f
′
b
为步骤三得到的校正后的峰值的平均值。
[0020]在上述方案的基础上，进一步的有：在步骤四中，步骤三选取最大的四个峰值进行能量重心校正时，欠采样中心频率f
′
b
的表达式为：
[0021][0022]步骤三选取最大的二个峰值进行能量重心校正时，欠采样中心频率f
′
b
的表达式为：
[0023][0024]第二方面，本申请还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种ZP89型移频信号中心频率检测方法。
[0025]第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种ZP89型移频信号中心频率检测方法。
[0026]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0027]1.本专利技术要求保护的技术方案采用欠采样方式，通过能量重心校正提高计算精度，仅需要1024点的FFT计算，即可使ZP89型移频信号中心频率精度达到
±
0.1Hz，远超过铁标要求的
±
1Hz。
[0028]2.本专利技术要求保护的技术方案通过二峰法和四峰法的结合使用解决了频域分析中可能出现的中心频率大幅跳动问题；具有计算精度高、计算量小且计算结果稳定性高的技术效果。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
[0030]图1为实施例中的ZP89型移频信号中心频率检测方法流程图；
[0031]图2为实施例中的ZP89型移频信号波形图；
[0032]图3为实施例中的ZP89型移频信号的频谱示意图；
[0033]图4为实施例中的ZP89型移频信号的一种频谱图；
[0034]图5为实施例中的ZP89型移频信号的另一种频谱图。
[0035]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本专利技术实施方式中的附图图1至图5，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ZP89型移频信号中心频率检测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：通过欠采样法对ZP89型移频信号进行采样；步骤二：对采样数据进行FFT分析；步骤三：在步骤二所得的频谱上找到左右主峰f1、f2，及其对应的左右次峰f
′
11
、f
′
12
、f
′
21
、f
′
22
，共六个峰；根据左主峰或右主峰的左右次峰幅值的比值：或的大小，选取最大的二个峰值或四个峰值完成t点的能量重心校正，得到校正后的峰值；步骤四：根据步骤三所得的校正后的峰值计算欠采样中心频率f
′
b
；步骤五：对步骤四的计算结果进行频谱还原，得到ZP89型移频信号中心频率f
b
。2.根据权利要求1所述的一种ZP89型移频信号中心频率检测方法，其特征在于：在步骤二中，对采样数据加汉宁窗后进行FFT分析。3.根据权利要求1所述的一种ZP89型移频信号中心频率检测方法，其特征在于：在步骤二中，对采样数据进行1024点FFT分析。4.根据权利要求3所述的一种ZP89型移频信号中心频率检测方法，其特征在于：在步骤二中，当采样数据不足1024点时，对不足1024点的部分进行补零。5.根据权利要求1所述的一种ZP89型移频信号中心频率检测方法，其特征在于：在步骤三中，当左右次峰幅值的比值或大于3或小于1/3时，分别选取左右最大的两个峰值，共四个峰值完成t点的能量重心校正，得到校正后的峰值f
maxl1
、f
maxl2
、f
m...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡云骐，雍鸿程，张锐，倪伟，邓兴高，
申请(专利权)人：绵阳市维博电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：