信号周期的计算方法.ppt

信号周期的计算方法121150012 多明亮 地科2024/5/22 周三1简单信号周期的计算常见的周期信号有:正弦信号、脉冲信号以及它们的整流、微分、积分等.这类可称为简单信号。在信号中存在满足某些条件的特征点，这类特征点在一个周期中出现且只出现一次，则相邻特征点的时间间隔为该信号的周期。特征点的取法：对于正负幅度基本对称的交流信号,取信号过零点作为周期计算的起始点。一般情况下可取与某阈值 a 的正斜率的交叉点，这些点在一个周期中只有一个，因此找到这些交叉点，就能获得信号的周期。2024/5/22 周三2线性插值法计算信号周期如图示对于一段采样周期为 Ts 的模拟信号采样序列 y(n)=Asin(2fsinnTs)采样序列第 n 次通过阈值 a 的准确时间 tn 为tn=(kn-1)Ts+In-n2024/5/22 周三3同理可得第n+1次通过阈值a的时间tn+1则采样序列的第n个周期T(n)=tn+1-tn,忽略误差 n+1+nT*(n)=(kn+1 kn)Ts+(In+1 In)可利用tn和tn+p求得更为精确的值T*mean=1/p(kn+p kn)Ts+(In+p In)2024/5/22 周三42024/5/22 周三5非同步取样下信号周期的计算整数部分：对于一个周期信号首先需寻找满足 x(k1)0及 x(k1+1)0条件的 k1点，继续搜索第二个具有同样过零特性 x(k2)0及 x(k2+1)0的 k2点。这样就可计算出信号周期的整数部分：T1=(k2-k1-1)Ts，Ts为取样周期。小数部分：采用线性插值函数，信号周期始端部分用 k1,k1+1两点的取样值Tp1=x(k1+1)/x(k1+1)-x(k1)Ts，而信号周期尾端部分则用 k2,k2+1两点的取样值来计算T p2=x(k2)/x(k2)-x(k2+1)Ts信号周期T=T1+Tp1+Tp22024/5/22 周三6复杂信号周期与否的判定与测量波形较为复杂的周期信号,如谐波叠加信号、多径回波信号、生命特征信号等.这类信号在一个周期内可以有两个以上的极值点，无法通过上述方法进行计算。对连续时间信号 x(t)以 为时间间隔采样并量化得到的离散时间信号(序列)为 x(n),y(n)=x(n+m)是 x(n)的延迟,这里的 n 和 m 是非负整数.x(n)的自相关特性,也就是 x(n)与 y(n)的互相关特性。这段时间长度大于信号可能存在的周期的 2倍;这段时间内信号采样点数为 M，LM/2，mL；lxx,lyy分别是x(n)与y(n)的自相关，lxy是x(n)与y(n)的互相关，定义x(n)与y(n)的互相关系数为rxy(m)=ryx(m)=lxy/(lxxlyy)1/2.由施瓦茨 不等式|rxy(m)|12024/5/22 周三7若在观测时间段内,x(n)具有周期性,且周期为 m0,则x(n)=y(n)=x(n+m0)，于是有rxy(m0)=1.互相关系数 rxy(m0)=1仅在以下情况出现:信号 x(t)本身就是理想周期的,并且 x(n)是 x(t)的同步采样所得.这时 x(t)的周期为:T=m0 若采样是非同步，LM/2；则 rxy(m)在 1 L 上有小于 1的最大值 rxy(N),其中 N 是 1 L 上的整数,这时将信号 x(t)的周期视为:T=N 2024/5/22 周三8参考文献基于时域线性插值的信号周期计算方法及误差分析，周峰，赵春宇，黄震宇，陈大跃；2011，仪器仪表学报。复杂信号周期与否的判定算法与周期测量研究，路立平,任景英,庞小波；2009，河南工程学院学报。周期域分析中的信号周期算法，陈隆道，王小海；2001，仪器仪表学报2024/5/22 周三92024/5/22 周三10