一種基于滑動窗濾波的信號包絡(luò)解調(diào)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于滑動窗濾波的信號包絡(luò)解調(diào)方法，首先對信號進行預(yù)處理，剔去信號中的直流分量；再分別求取該信號各個時刻的瞬時能量以獲取其瞬時能量序列；選擇滑動窗口的長度，根據(jù)滑動窗口長度，對瞬時能量序列進行邊界延拓，以滿足端點數(shù)據(jù)的滑動窗濾波的要求。然后對延拓后的序列進行滑動窗濾波，即可得到信號的包絡(luò)，實現(xiàn)包絡(luò)解調(diào)。該方法不同于傳統(tǒng)的包絡(luò)解調(diào)方法，信號包絡(luò)解調(diào)方法采用一個滑動窗口對信號的瞬時能量進行均值濾波，以提取信號的包絡(luò)信息，不需要設(shè)計低通濾波器，具有較高的運算效率。
【專利說明】一種基于滑動窗濾波的信號包絡(luò)解調(diào)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于信號處理和特征提取【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于滑動窗濾波濾波的信號包絡(luò)解調(diào)方法。
【背景技術(shù)】[0002]幅值調(diào)制現(xiàn)象通常存在于旋轉(zhuǎn)機械的動態(tài)信號中，如軸承、齒輪箱。旋轉(zhuǎn)機械出現(xiàn)故障時，會產(chǎn)生幅值調(diào)制現(xiàn)象，因此，從動態(tài)信號中提取幅值調(diào)制特征可為設(shè)備監(jiān)控提供有效的信息。目前，常用的方法有平方解調(diào)[I]、希爾伯特包絡(luò)解調(diào)[2]、Teager能量算子解調(diào)等方法[3]。平方解調(diào)是一種廣義檢波濾波方法，平方解調(diào)實現(xiàn)時，首先對分析信號求幅值的平方，再對平方后的信號進行低通濾波獲取信號的包絡(luò)，實現(xiàn)包絡(luò)解調(diào)。希爾伯特包絡(luò)解調(diào)實現(xiàn)時，首先對分析信號進行希爾伯特變換得到信號的希爾伯特變換對，然后以分析信號為實部，希爾伯特變換對為虛部，構(gòu)成解析信號；再求解析信號的模，得到采樣信號的包絡(luò)。Teager能量算子用某一時刻信號瞬時能量與該時刻前、后一個時刻信號幅值之積的差值提取信號的包絡(luò)。但是，平方解調(diào)方法獲取包絡(luò)時需要進行濾波處理，另外，在包絡(luò)頻譜上會出現(xiàn)混頻現(xiàn)象；希爾伯特包絡(luò)解調(diào)時，分析信號需要滿足一定的條件，另外，變換的計算時需要進行加窗處理，會給結(jié)果帶來誤差，尤其在非整周期采樣情況下，這種變換會出現(xiàn)邊緣飛翼現(xiàn)象。Teager能量算子方法提取信號包絡(luò)時，對噪聲比較敏感。
[0003]以下是 申請人:檢索的相關(guān)參考文獻:
[0004][I]劉紅星，劉紅星，左洪福，姜澄宇，屈梁生。關(guān)于能量算子解調(diào)方法的研究，數(shù)據(jù)采集與處理，1999，14 (3):298-301。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對目前包絡(luò)解調(diào)方法的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種基于滑動窗濾波的信號包絡(luò)解調(diào)方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案:
[0007]—種基于滑動窗濾波的信號包絡(luò)解調(diào)方法，該方法采用滑動窗濾波的方法提取幅值調(diào)制信號的包絡(luò)，具體包括以下步驟:
[0008](I)采集一定長度的信號，并剔去信號中的直流分量；
[0009](2)分別求取信號各個時刻的瞬時能量，得到信號的瞬時能量序列；
[0010](3)使用窗口區(qū)間長度為2K+1滑動窗，K為正整數(shù)，對瞬時能量序列進行滑動濾波；
[0011]根據(jù)滑動窗口長度，對瞬時能量序列進行邊界延拓，以滿足端點數(shù)據(jù)的滑動窗濾波的要求；
[0012]采用濾波公式如下:[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種基于滑動窗濾波的信號包絡(luò)解調(diào)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)采集一定長度的信號，并剔去信號中的直流分量； (2)分別求取信號各個時刻的瞬時能量，得到信號的瞬時能量序列；(3)(3)使用窗口區(qū)間長度為2K+1滑動窗，K為正整數(shù)，對瞬時能量序列進行滑動濾波； 根據(jù)滑動窗口長度，對瞬時能量序列進行邊界延拓，以滿足端點數(shù)據(jù)的滑動窗濾波的要求； 采用濾波公式如下:
【文檔編號】H04L27/06GK103607366SQ201310586062
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】段晨東, 高鵬, 張彥寧, 徐先峰, 高強, 祁霞, 薛周舟 申請人:長安大學(xué)