互相关函数的实际应用
互相關函數定義
令f1(t), f2(t) 為能量信號,一般情況可以是時間的復函數,稱: 為f1(t)和f2(t) 的互相關函數。應用:
①在噪聲背景下提取有用信息
上圖為信號的傳遞系統,其中n(t)為噪聲。
但只有系統對輸入的響應是有用的。
通過一個互相關器,輸出就相當于 x(t) 與 Yx(t) , Yn1(t) , Yn2(t) , n3(t)分別求互相關函數再疊加
即
? ? ? ? ??
總結為一句話就是“同頻相關,不同頻不相關”。
做到這一步時已經由互相關器得出了Rxyx(τ)分離出了噪聲,下一步就是從分離信號中提取有用信息。
要分離有用信息先要知道兩信號互相關函數的具體形式,下面以兩正弦信號為例。
“已知兩個信號,這兩個信號的互相關函數是 ??
?”(求解過程省略)
再回到提取有用信號這個目標中,已知和
由 ?和,解得 y(t) 即有用信息。
②求勻速鋼板的運動速度
互相關函數也可以用來求軋鋼廠生產線上鋼板的運動速度,如圖所示
????????鋼板a點貼有反光片,當a點經過傳感器1時,放大鏡將光點信息傳送到光電池傳感器并輸出x(t),同理,a點經過傳感器2時,產生一個y(t),因為兩傳感器檢測的時同一點的信號,故y(t)是x(t)的一個時移,,且鋼板運動速度
互相關函數式為?
通過上式可知τ=τm時取最大值,所以分析圖像即知峰值點對應的τ就是τm
求出 τm 便可通過求出 V 。
③求輸油管裂損的位置
原理與②類似,都是通過τm來解決問題。
當漏油面積較大時很難從視覺上判斷漏油點,這時根據漏油面積找到兩個極限測量點(漏油點一定在兩測量點之間),根據漏油的滴答聲到兩傳感器之間的時間差來判斷漏油的具體位置。,? ? V為常數,由管道材質決定,公式的推導過程本文省略。τm的求解方式與用途②中的τm求解方式相同,由此便可解出S。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的互相关函数的实际应用的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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