全相位校准
——信号相位的精确估计方法
一、全相位校准算法
如何准确确定信号中强线谱的相位?可用全相位校准方法(apFFT)。
apFFT 测相位需要 2N-1 个样点,测出的 2N-1 个样点中间点的时刻的相位值。原 FFT 测相
位需要 N 个样点,测出的是第 1 个样点时刻的相位值,但它须校正.
实用时,我们对一个正弦波连续取样 2N-1 点,测出的是第 N 个样点的相位,但若要知道
第一个取样时刻的样点相位,即初相位,须知第 N 个样点的时间 T,从测量值减去相隔 T 的相
位值,即初相位.
但实际上,测一个正弦波的相位,我们不知道它什么时候开始的,测时离起始时间多运.
但这没有关系.
apFFT 测的是任一样点时刻的相位,即样点相位。目前流行的相位计测的都是比较相位,
被测信号和一个同一频率参考信号的相位差。
相位差指两个同一频率的正弦波的相位差,测出同一时刻的二个正弦波的相位,其差值
就是相位差,任何时刻测出的同一频率二个正弦波的相位差都是一样的.所以同一频率
的两个正弦波的相位差物理意义十分清楚。
apFFT 测相位差就是分别测二个信号在任何同一时刻的相位,其差值即相位差,即同时对
二个同频信号分别取 2N-1 点,用 apFFT 测出中间样点相位,其差值即相位差.流行的
相位计直接测被测信号和一个同一频率参考信号的相位差,它不能测样点相位,是十分不同
的.
样点相位测量是十分有用的,如两个电网要并网,需要同频同相同幅,测出同一时刻的
两路的样点相位是首要的.
apFFT 测相位需取 2N-1 个样点,若取样间隔有变化,apFFT 仍正确测量;
例 1 下面是全相位 FFT 测初相位的程序
clear;clf;
tt = -4095/2000:1/2000:4095/2000;
yy = cos(2*pi*100.4*tt+pi/3)+cos(2*pi*150.6*tt+pi/2);
NFFT = 4096;
yy1 = yy(1:NFFT*2-1);
yy1 = yy1(:);
%vecter = [1:NFFT,NFFT-1:-1:1];
%vecter = vecter/NFFT;
vecter = conv(hanning(NFFT)',hanning(NFFT)');
vecter = vecter/NFFT/max(vecter);
for ii = 1:NFFT-1,
yy2(ii) = vecter(ii)*yy1(ii) + vecter(NFFT+ii)*yy1(NFFT+ii);
end
yy2(NFFT) = vecter(NFFT)*yy1(NFFT);
yy2=[yy2(NFFT) yy2];