[发明专利]一种基于非线性调频激励的变信噪比的频率特性测量方法

摘要

本发明提出了一种基于非线性调频激励的变信噪比的频率特性测量方法，可以有效地对系统的频率响应特性进行变信噪比测量。通过设计激励信号的调频函数，改变其在不同频段内的调频速度，能够可控地调整激励信号能量在频域内的分布。在需要提高信噪比的频段内使用较低的调频速度，更加充分地激励系统，从而在该频率范围内提高测量系统的信噪比，在其他频段保持较高的调频速度来保证测量速度的需求。通过非线性调频激励改变局部频段信噪比的方式兼顾测量的精度与效率，相对于传统的线性调频激励方式，进一步提高了频率特性测量的整体性能，是一种在存在局部提高测量精度需求时的频率特性测量的优化方法。

主权项

1.一种基于非线性调频激励的变信噪比的频率特性测量方法，利用非线性调频信号频谱能量分布不均匀的特征，实现变信噪比测量，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤一，根据待校准的振动传感器的最大工作范围确定频率特性校准的扫频频率范围，并根据该振动传感器的常用工作范围确定高精度测量频段；步骤二，设计调频速度函数，在高精度测量频段保持较低的调频速度，在其余频段采用较高的调频速度以保证整体测量效率；由调频速度函数积分可得调频函数，调频函数再积分可得相位函数，从而得到非线性调频激励信号的函数表达；步骤二中非线性调频正弦激励的设计要根据测量需求，在重要频段内采用较低的调频速度，在其他频段内采用较高的调频速度，对激励信号的频谱能量进行合理分配；非线性调频激励的设计步骤包括由测量信噪比需求确定激励能量分配、由激励能量谱与调频速度的反比关系得到调频速度函数f'(t)、对f'(t)积分得到调频函数f(t)、对2πf(t)积分得到相位函数最后生成初始相位为0的非线性调频正弦激励函数对存在若干重要频段的测量情况，采用调频速度函数，在各重要频段内采用低速线性调频函数，在其他频段内采用高速线性调频函数，并在重要频段两侧的频率邻域内，设置足够的过渡带，使得调频速度函数以一次或二次函数形式连续变化完成调频速度的高低过渡；步骤三，将激励信号通过数模转换卡输出至待校准的振动传感器的激励端，并采集待校准的振动传感器的响应信号，在计算机中对激励信号与响应信号进行离散傅里叶变换，通过频域分析得到待校准的振动传感器的频率特性曲线。