一种信号处理方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种信号处理方法，包括：依据预设的调理条件对原始信号调理，得到模拟信号；将模拟信号进行A/D转换，得到数字信号；依据FIR算法和FFT算法对数字信号进行频谱分析，得到第一信号；依据预设修正算法对第一信号的频率和幅值修正处理，得到第二信号；依据预设补偿规则，对第二信号的幅值补偿，得到第三信号并输出至计算设备。采用该方法，在根据FIR算法和FFT算法对数字信号进行频谱分析后，进行频率和幅值的修正处理、对幅值进行补偿。对信号进行修正处理，消减了FFT算法的频谱泄漏现象，同时缓解了FFT算法的栅栏效应；而对信号进行幅值补偿，弥补了FIR带通波动和过渡带衰减的问题，提高了信号处理结果的精度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本申请提供了一种信号处理方法，包括：依据预设的调理条件对原始信号调理，得到模拟信号；将模拟信号进行A/D转换，得到数字信号；依据FIR算法和FFT算法对数字信号进行频谱分析，得到第一信号；依据预设修正算法对第一信号的频率和幅值修正处理，得到第二信号；依据预设补偿规则，对第二信号的幅值补偿，得到第三信号并输出至计算设备。采用该方法，在根据FIR算法和FFT算法对数字信号进行频谱分析后，进行频率和幅值的修正处理、对幅值进行补偿。对信号进行修正处理，消减了FFT算法的频谱泄漏现象，同时缓解了FFT算法的栅栏效应；而对信号进行幅值补偿，弥补了FIR带通波动和过渡带衰减的问题，提高了信号处理结果的精度。【专利说明】一种信号处理方法及装置
本专利技术涉及信号处理领域，更具体的说，是涉及一种信号处理方法及装置。
技术介绍
伴随着大规模集成电路的发展和控制算法的深入研究，数字信号处理以其精度高、可靠性高、灵活性大、易于大规模集成等优点，在各个领域均得到广泛应用。 数字信号处理是采用数值计算的方法对数字序列进行处理，将信号变换成符合需要的某种形式。如，对数字信号进行滤波以限制其他频带或滤除噪声和干扰，或将他们与其他信号进行分离，对信号进行频谱分析以了解信号的频谱组成，进而对信号进行识别。 现有技术中，FIR(Finite impact Response,有限长冲激响应)算法和FFT(FastFourier Transform,快速傅立叶变换)算法为频谱分析的主要方法。如图1所示的传统的信号处理流程，原始信号经由信号调理、A/D(Analog-to-digital，模拟/数字)转换后，送至数字信号处理单元进行频谱分析，然后计算。其中，该频谱分析环节由FIR和FFT组成。 由于低阶FIR存在带通波动大和过渡带衰减的问题，造成不同频率点的信号衰减系数不同，会造成临界频点的信号误判。而FFT算法在应用时存在影响测量准确性的频谱泄漏问题。 因此，采用现有技术中的方法在进行信号处理时，容易出现信号处理结果精度较低的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种信号处理方法及装置，解决了现有技术中信号处理结果精度较低的问题。 为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案: 一种信号处理方法,包括: 依据预设的调理条件对原始信号进行调理，得到模拟信号； 将所述模拟信号进行模拟/数字A/D转换，得到数字信号； 依据有限长冲激响应FIR算法和快速傅立叶变换FFT算法对所述数字信号进行频谱分析，得到第一信号； 依据预设修正算法对所述第一信号的频率和幅值进行修正处理，得到第二信号； 依据预设补偿规则，对所述第二信号的幅值补偿，得到第三信号并输出至计算设备。 上述的方法，优选的，所述修正算法包括FFT差值修正算法，所述依据预设修正算法对所述第一信号的频率和幅值进行修正处理具体包括: 依据预设的FFT插值算法计算出所述第二信号的离散频谱； 选择所述离散频谱中预设个数的谱线； 计算各个谱线对应的谱线幅值； 依据预设的窗函数和所述谱线幅值、以及预设的拟合条件计算得到修正信息，并依据所述修正信息对所述第一信号的频率和幅值进行修正，得到第二信号。 上述的方法，优选的，所述依据预设补偿规则，对所述第二信号的幅值补偿具体包括: 从预设的FIR系数补偿表中查找与所述第二信号的频率对应的补偿信息； 依据所述补偿信息对所述第二信号的幅值进行查表补偿，得到第三信号。 上述的方法，优选的，所述选择所述离散频谱中预设个数的谱线包括: 确定所述离散谱线中幅值最大的谱线； 选择与所述最大谱线相邻的所述预设个数中剩余的谱线。 上述的方法，优选的，所述依据预设的窗函数和所述谱线幅值，以及预设的拟合条件，对所述第一信号的频率和幅值进行修正包括: 依据所述幅值分别构造第一函数和第二函数； 依据所述预设的窗函数、MATLAB的拟合函数，分别对所述第一函数和第二函数拟合，得到所述第一信号的实际频率值函数和实际幅值函数的多项式拟合公式，并利用所述多项式拟合公式对所述第一信号的频率和幅值进行修正处理。 上述的方法，优选的，所述窗函数采用布莱克曼窗函数。 上述的方法，优选的，所述确定所述离散谱线中幅值最大的谱线包括: 以所述预设位置为准，对所述离散谱线采用冒泡排序法排序，得到幅值最大的谱线。 上述的方法,优选的,所述预设个数包括:2个、3个或5个。 一种信号处理装置，包括: 调理模块，用于依据预设的调理条件对原始信号进行调理，得到模拟信号； 转换模块，用于将所述模拟信号进行A/D转换，得到数字信号； 频谱分析模块，用于依据FIR算法和FFT算法对所述数字信号进行频谱分析，得到第一信号； 修正模块，用于依据预设修正算法对所述第一信号的频率和幅值进行修正处理，得到第二信号； 补偿模块，用于依据预设补偿规则，对所述第二信号的幅值补偿，得到第三信号并输出至计算设备。 上述的装置，优选的，所述修正算法包括FFT差值修正算法，所述修正模块具体用于: 依据预设的FFT插值算法计算出所述第二信号的离散频谱； 选择所述离散频谱中预设个数的谱线； 计算各个谱线对应的谱线幅值； 依据预设的窗函数和所述谱线幅值、以及预设的拟合条件计算得到修正信息，并依据所述修正信息对所述第一信号的频率和幅值进行修正，得到第二信号。 经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种信号处理方法，包括:依据预设的调理条件对原始信号进行调理，得到模拟信号；将所述模拟信号进行A/D转换，得到数字信号；依据FIR算法和FFT算法对所述数字信号进行频谱分析，得到第一信号；依据预设修正算法对所述第一信号的频率和幅值进行修正处理，得到第二信号；依据预设补偿规则，对所述第二信号的幅值补偿，得到第三信号并输出至计算设备。采用该方法，在根据FIR算法和FFT算法对数字信号进行频谱分析完成后，继续进行频率和幅值的修正处理，以及对幅值进行补偿。对信号进行修正处理，消减了 FFT算法的频谱泄漏现象，同时缓解了 FFT算法的栅栏效应；而对信号进行幅值补偿，弥补了 FIR带通波动和过渡带衰减的问题，提高了信号处理结果的精度。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。 图1为传统的信号处理流程图； 图2为本申请提供的一种信号处理方法实施例1的流程图； 图3为本申请提供的一种信号处理方法实施例2的流程图； 图4为本申请提供的一种信号处理方法实施例2中步骤S307的具体流程图； 图5为本申请提供的一种信号处理方法实施例3的流程图； 图6为本申请提供的一种信号处理方法实施例3中示例的响应图； 图7为本申请提供的一种信号处理方法实施例3中示例的频率与幅值衰减系数之间的关系图； 图8为本申请提供的一种信号处理装置实施例1的结构示意图。 【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号处理方法，其特征在于，包括：依据预设的调理条件对原始信号进行调理，得到模拟信号；将所述模拟信号进行模拟/数字A/D转换，得到数字信号；依据有限长冲激响应FIR算法和快速傅立叶变换FFT算法对所述数字信号进行频谱分析，得到第一信号；依据预设修正算法对所述第一信号的频率和幅值进行修正处理，得到第二信号；依据预设补偿规则，对所述第二信号的幅值补偿，得到第三信号并输出至计算设备。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝洪伟，刘灿，李鹏，李龙标，蔡杰，郭建，罗继光，李小平，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43