[发明专利]一种正弦波局域失真的测量方法及装置

摘要

本发明涉及一种正弦波局域失真的测量方法及装置，属于信号测量与数据处理技术领域。通过细分正弦波形局域失真，提出局域共模失真、局域差模失真和局域总失真的测量方法，可以深入揭示正弦波形失真的局域相变特征。本发明可以在任意选定的局域区间宽度下，以虚拟仪器方式计算分析获得实际正弦波形的时域或相位空间域内的失真分布状况，并对失真极大值点进行时域或相位空间定位，以便深入揭示正弦波失真的相变特性。

主权项

1.一种正弦波局域失真的测量方法，其特征在于，其步骤为：1)对要测量的局域共模失真、局域差模失真和局域总失真进行定义，具体如下：对于目标函数为的实际正弦波形F(t)，有偏差函数δ(t)＝F(t)-F₀(t)，表述成相位坐标形式为对于任一相位及其邻域区间有定义为正弦波形在区间内的局域共模失真，定义为正弦波形在区间内的局域差模失真，定义为正弦波形在区间内的局域总失真；上述F₀(t)为理想正弦波形的目标函数表达式，F(t)为实际正弦波形测量结果的函数表达式，A为理想正弦波形幅度值，f为理想正弦波形频率值，为理想正弦波形初始相位值，C为理想正弦波形直流分量值，为正弦波形实际测量曲线F(t)中的指定点相位值，θ为正弦波形实际测量曲线F(t)中的指定相位点为中心的局部波形相位宽度值，δ(t)为理想正弦波形F₀(t)与其实际测量结果F(t)之间的偏差函数，为偏差函数δ(t)在相位区间内的平均值；2)将待测的正弦波形信号经过传感器、信号调理电路进行滤波、放大，然后再经模数转换电路后转换为数字化的波形序列x_i，i＝1，…，n，将波形序列x_i在数据寄存器中进行寄存，其中，n为序列长度，模数转换电路的采样速率为v，采样间隔为Δt；3)计算机通过接口电路读入数据寄存器中的波形序列；4)计算机对读入的波形序列x_i进行如下处理：4.1对该序列进行四参数正弦曲线拟合，获得其目标函数偏差序列δ_i＝x_i-F₀(Δt·i)以及与偏差序列对应的目标函数相位序列其中i＝1，…，n，A为拟合正弦波序列F₀(Δt·i)的幅度值；ω为拟合正弦波序列F₀(Δt·i)的角频率；拟合正弦波序列F₀(Δt·i)的初始相位值；C拟合正弦波序列F₀(Δt·i)的直流分量值；4.2令所关心的确定局域失真的区间窗口宽度θ＝(2m+1)·ω，其中m为确定窗口θ半宽度所选取的抽样点值，则有，区间内的局域共模失真区间内的局域差模失真：区间内的局域总失真：其中，4.3计算机根据步骤4.2的计算结果，以虚拟仪器方式计算输出为局域共模失真、局域差模失真、局域总失真等三种随相位变化的局域失真序列；5)计算机将步骤4.3的结果通过输入输出电路提供给操作者。