一种高精度欠采样测频方法

摘要

一种高精度欠采样测频方法，首先对信号进行信道折叠，将输入信号根据按照采样频率均匀折叠在多个信道通路上，随后通过相位控制将各信道的信号按照傅里叶变换的计算长度对信道信号进行截取，通过使用不同采样频率的AD进行采样得到各个通道的采样值，然后对各个通道采集信号进行傅里叶变换，得到傅里叶变换结果后分别通过相位判断得到对应谱线位置，再使用谱线校正方法对谱线结果进行校正，得到各个通道频率结果，最后得到各个信道频率进而得到最后的估计频率。本发明方法通过使用多个低速AD替代了原有的需要高速AD的场合，相比直接使用这种位数的高速AD，提高了采样的分辨率。

主权项

一种高精度欠采样测频方法，其特征在于包括如下步骤：(1)选取M个AD电路，并将M个AD电路的采样频率分别记为f1，f2，f3，…，fM；(2)将频率为fin的待采样信号按照fin_i＝fin‑n*fset/N的方式划分为N个信道分配信号，第i个信道分配信号的频率为fin_i，其中，n＝0，1，2，…，N‑1，i＝1，2，3，…，N，N为正整数，fset的取值范围为[0，lcm(f1,f2,…,fM)]，lcm表示最小公倍数；(3)对第i个信道分配信号进行相位控制，令第i个信道分配信号初始相位为θi，其中，i为正整数且i的初值为1；(4)使用M个AD电路对第i个信道分配信号进行采样得到采样数据，并记为D_i1、D_i2、D_i3，…，D_iM，对采样数据D_i1、D_i2、D_i3，…，D_iM进行傅里叶变换得到傅里叶变换幅度谱、傅里叶变换相位谱，进而得到采样数据D_i1，D_i2，D_i3，…，D_iM的频率集合f_i1，f_i2，f_i3，…，f_iM，初始相位集合θ_i1，θ_i2，θ_i3，…，θ_iM，其中，f_i1，f_i2，f_i3，…，f_iM和θ_i1，θ_i2，θ_i3，…，θ_iM均为二维数组；(5)对频率集合f_i1，f_i2，f_i3，…，f_iM和初始相位集合θ_i1，θ_i2，θ_i3，…，θ_iM分别使用内插法进行校正得到校正频率集合f’_i1，f’_i2，f’_i3，…，f’_iM和校正初始相位集合θ’_i1，θ’_i2，θ’_i3，…，θ’_iM；(6)使用信道初始输入相位θi依次筛选校正初始相位集合θ’_i1，θ’_i2，θ’_i3，…，θ’_iM，得到校正初始相位集合中每个校正初始相位的二维数组中与θi最接近的1个校正初始相位数值，进而得到校正频率集合中M个校正初始相位数值分别对应的频率得到采样数据D_i1，D_i2，D_i3，…，D_iM的频率集合分别为其中，k，m，p，l均为自然数；(7)在频率集合中的每个频率集中寻找与其他频率集中频率相同或最接近的1个频率，进而得到M个频率，并分别记为进而得到第i个信道频率fin_i为$fin\_i=\frac{f1}{f1+f2+f3+...+fM}·f_{i1}^{\prime }+\frac{f2}{f1+f2+f3+...+fM}·f_{i2}^{\prime }+\frac{f3}{f1+f2+f3+...+fM}·f_{i3}^{\prime }+...+\frac{fM}{f1+f2+f3+...+fM}·f_{iM}^{\prime }$其中，包括M个频率集；(8)i＝i+1，重复步骤(3)至步骤(7)直至i＝N，得到N个信道的信道频率fin_i；(9)分别获取第i个信道的信道信噪比SNR_i，进而得到待采样信号的频率fin为$fin=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}\frac{{\mathrm{SNR}}_i}{\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{\mathrm{SNR}}_i}\left(fin\_i+i·\frac{fset}{N}\right).$