采樣信號中噪聲的影響與抑制
發(fā)布時間:2014/6/29 13:51:48 訪問次數(shù):1446
在測試系統(tǒng)中不可避免地會產(chǎn)生噪聲干擾,噪聲對位移振幅的準確測量會帶來極大的影響。LabVIEW帶有多種數(shù)字濾波器,經(jīng)典的濾波方法可以有效地濾除噪聲,OM3750但是也常常會衰減實際振動信號,造成測量結(jié)果的誤差。小波分析理論和小波變換的快速算法,逐步應用于信號降噪,產(chǎn)生了小波濾波和小波包濾波技術(shù)。特別是小波包濾波對于準確測量位移振幅值具有重要的應用價值。
利用Mallat提出的信號多分辨率分解與重構(gòu)算法可將時域信號逐層進行小波分解與重構(gòu)。在不同尺度下作小波變換,其實質(zhì)是用不同中心頻率、品質(zhì)因數(shù)相同的帶通濾波器對信號進行濾波。把分解得到的信號進行適當?shù)奶幚恚缓笤賹Ω鲗有盘栠M行重構(gòu),即可得到反映信號本質(zhì)特征的降噪后信號。
小波分解將信號在頻率空間進行逐級二剖分時,只對其中的低頻子帶進行再剖分,而小波包分解則對高頻和低頻兩部分都繼續(xù)分解,每一層的子帶都覆蓋信號所占有的頻率,原信號分解后得到一個個小波包,相當于對信號所包含的頻率段進行劃分。把需要濾除的噪聲成分所占頻帶的小波包的數(shù)據(jù)置為零,然后進行小波包重構(gòu),就達到了濾波的目的。
由于小波包分觶是正交分解,對信號的分解和重構(gòu)既無冗余,又無泄漏,保持了信號信息量的完整,因此極大地提高了位移振幅測量的精度。
對加速度信號進行頻譜分析的基礎上將信號按基波頻率劃分周期進行積分,并采用小波包濾波去除噪聲干擾,可以極大地提高位移振幅測量的精度。
目前,對于通過軟件積分由加速度求得位移振幅的方法還存在一定的爭議,作者經(jīng)過反復試驗和在工業(yè)現(xiàn)場設備上與標準振動位移表對比測試,可以做出以下兩點說明:
(1)對于諧波成分比較低的周期振動信號,軟件積分的誤差可以小于3%。
(2)對于頻率成分復雜的振動信號,通過適當選擇濾波器的帶寬,軟件積分的誤差可以小于6u/0。
因此這種方法在工程測試領域中具有實用價值。
在測試系統(tǒng)中不可避免地會產(chǎn)生噪聲干擾,噪聲對位移振幅的準確測量會帶來極大的影響。LabVIEW帶有多種數(shù)字濾波器,經(jīng)典的濾波方法可以有效地濾除噪聲,OM3750但是也常常會衰減實際振動信號,造成測量結(jié)果的誤差。小波分析理論和小波變換的快速算法,逐步應用于信號降噪,產(chǎn)生了小波濾波和小波包濾波技術(shù)。特別是小波包濾波對于準確測量位移振幅值具有重要的應用價值。
利用Mallat提出的信號多分辨率分解與重構(gòu)算法可將時域信號逐層進行小波分解與重構(gòu)。在不同尺度下作小波變換,其實質(zhì)是用不同中心頻率、品質(zhì)因數(shù)相同的帶通濾波器對信號進行濾波。把分解得到的信號進行適當?shù)奶幚,然后再對各層信號進行重構(gòu),即可得到反映信號本質(zhì)特征的降噪后信號。
小波分解將信號在頻率空間進行逐級二剖分時,只對其中的低頻子帶進行再剖分,而小波包分解則對高頻和低頻兩部分都繼續(xù)分解,每一層的子帶都覆蓋信號所占有的頻率,原信號分解后得到一個個小波包,相當于對信號所包含的頻率段進行劃分。把需要濾除的噪聲成分所占頻帶的小波包的數(shù)據(jù)置為零,然后進行小波包重構(gòu),就達到了濾波的目的。
由于小波包分觶是正交分解,對信號的分解和重構(gòu)既無冗余,又無泄漏,保持了信號信息量的完整,因此極大地提高了位移振幅測量的精度。
對加速度信號進行頻譜分析的基礎上將信號按基波頻率劃分周期進行積分,并采用小波包濾波去除噪聲干擾,可以極大地提高位移振幅測量的精度。
目前,對于通過軟件積分由加速度求得位移振幅的方法還存在一定的爭議,作者經(jīng)過反復試驗和在工業(yè)現(xiàn)場設備上與標準振動位移表對比測試,可以做出以下兩點說明:
(1)對于諧波成分比較低的周期振動信號,軟件積分的誤差可以小于3%。
(2)對于頻率成分復雜的振動信號,通過適當選擇濾波器的帶寬,軟件積分的誤差可以小于6u/0。
因此這種方法在工程測試領域中具有實用價值。
熱門點擊
- LabVIEW的視覺VI及數(shù)字圖像處理
- 公法線長度測量
- 12C總線具有如下基本特征
- 8031對外部ROM/RAM的連接
- 單片機的分類
- 特殊功能寄存器
- 無條件絕對轉(zhuǎn)移指令
- 自動打開DataSocket Server
- 單分支結(jié)構(gòu)
- 帶符號數(shù)表示
推薦技術(shù)資料
- 自制智能型ICL7135
- 表頭使ff11CL7135作為ADC,ICL7135是... [詳細]