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题目:基于相干小波变换的信号相位差估计

关键词:小波变换,小波相干,Morlet小波,相位差估计

  摘要


随着电子科学、计算机技术的快速发展,相位差的估计、测量技术在众多的工程技术领域有着广泛的应用。因此,提取两列信号间的相位差,并对其进行精确的估计对实际应用至关重要。传统的基于模拟电路或者是数字芯片来测试信号相位差的方法,如过零点硬件检测方法等,在进行相位差的测量时,会因为外部的一些原因导致估计精度不高。因此,以软件计算为核心的方法受到众多学者的广泛关注。
    本文将相干小波变换的方法应用于信号间的相位差估计,并对算法的性能进行了详细分析和论证。论文的主要内容包括:
(1)以信号的小波变换为基础,利用相干小波变换的方法来估计信号间的相位差。对两个正弦信号间的相位差进行估计,并将估计结果与利用互相关和离散时间傅里叶变换(DTFT)方法的估计结果分别进行了比较分析。仿真结果表明,基于相干小波变换的相位差估计方法的估计精度较高。而且,随着信噪比的变化,基于相干小波变换方法的相位差估计算法的均方误差变化不大。
(2)把基于相干小波变换的方法用于相位突变信号的相位差估计,给出了相位突变信号相位差估计的仿真结果。结果表明,该方法可以用于相位突变信号间的相位差估计,并且有着较好的估计性能。
    (3)分析了不同的参数设置对基于相干小波变换的相位差估计算法性能的影响,分别就小波变换中的时域采样间隔、频率分辨率和母小波函数的中心频率这三个参数对整个算法估计性能的影响进行了仿真分析。
(4)利用实际工程中采集到的信号,应用相干小波变换的方法来估计两个信号间的相位差,验证本文中算法在实际工程中的应用价值。
通过本论文的研究,给出了应用相干小波变换来估计信号相位差的方法。本论文的研究结果将为相干小波变换方法在信号相位差测量方面的应用提供一定的依据。