一种改变信号频率分量强度的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种改变信号频率分量强度的方法，属于信号处理领域。
【背景技术】
[0002]自然界产生的和各种设备工作时产生的电信号中包含有不同频率的频率分量，其中有些频率分量并不是人们所需要的，例如设备工作时产生的电磁干扰频率分量，容易影响设备本身或者其他设备正常工作，需要加以抑制；有些频率分量是人们需要的，例如声音信号中的某些频率分量有助于改善音色，需要给予保留甚至加强。对信号包含的特定频率分量的抑制通常采用滤波和屏蔽等等技术手段，实施困难并且增加设备的成本；对信号包含的特定频率分量的加强或提升则未见可行的技术手段报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有信号频率分量控制技术的局限，提出一种通过揭示信号波形形态与信号包含的特定频率分量的内在联系进而用改变信号波形形态来改变信号的频率分量强度的方法。
[0004]本发明的上述目的可以采用以下技术方案来实现。提出一种改变信号频率分量强度的方法:
一种改变信号频率分量强度的方法，其特征在于，包括下列步骤:
将信号变换到时间-频率域，获知特定频率的信号频率分量在时间上的位置；
根据特定频率的信号频率分量在时间上的位置，找到与该时间位置对应的信号波形；改变与特定频率的信号频率分量在时间上的位置对应的信号波形，从而改变特定频率的信号频率分量强度。
[0005]所述的改变信号频率分量强度的方法，其特征在于所述的将信号变换到时间-频率域，可以是通过小波变换(WAVELET)，短时傅里叶变换(STFT)，加伯变换(GAB0RTRANSFORM),维格纳变换(WIGNER TRANSFORM)，希尔伯特黄变换(HHT )或者其他时间-频率域变换方法来实现。
[0006]所述的改变信号频率分量强度的方法，其特征在于所述的特定频率的信号频率分量在时间上的位置，是指时间轴上的一个或多个位置，特定频率的信号频率分量在这些位置上比其在附近位置上的功率或者强度更大。
[0007]所述的改变信号频率分量强度的方法，其特征在于所述的改变与特定频率的信号频率分量在时间上的位置对应的信号波形，可以通过改变产生该信号的电路的设计实现，也可以通过计算机仿真实现。
[0008]所述的改变信号频率分量强度的方法，其特征在于所述的改变产生该信号的电路的设计，包括改变电路的布局或结构，改变线路板布线，增加，减少或替换元器件等等。
[0009]所述的改变信号频率分量强度的方法，其特征在于所述的通过计算机仿真实现，包括用计算机仿真和改变产生该信号的电路的设计，或者用计算机软件方法模拟和改变信号波形，或用计算机软件方法直接改变真实信号波形数据。
[0010]所述的改变信号频率分量强度的方法，其特征在于还可以选择在应用所述方法改变信号波形以后，再次将信号变换到时间-频率域并且在时间-频率域比较改变信号波形前后信号频率分量强度；或者将信号变换到频率域并且在频率域比较改变信号波形前后信号频率分量强度；或者直接在时间域比较信号波形改变前后，与特定频率的信号频率分量在时间上的位置对应时刻的信号波形的形状或者幅度，以获知对信号波形的改变是增加还是减少了特定频率的信号频率分量。
[0011]所述的信号包括了各种自然界产生的电磁信号，各种设备工作产生的电磁信号和电信号以及设备工作引起的电压电流变化信号。这些信号可以是周期性的，也可以是非周期性的，能够通过辐射传播，也能通过供电网络传导到设备电路或者通过设备电源传导到供电网络。
[0012]有益效果
与现有的对信号特定频率分量的滤波或屏蔽等方法相比，本发明的方法的有益效果在于:
1.现有的对信号特定频率分量的滤波或屏蔽等方法由于难以确定特定信号频率分量在设备上的具体产生位置，因此难以有效地加以控制。本发明的方法通过改变信号波形形态控制特定频率的信号频率分量，更加容易实现并且成本较低。
[0013]2.由于实际设备线路的复杂性，使得计算机仿真设备电路产生的信号波形与实际波形相差较大，本发明方法可以直接对真实信号波形数据进行修改并且观察修改对信号包含的特定频率的信号频率分量的影响，并且据此指导对实际电路的改进，提高工作效率。
[0014]3.现有的对信号特定频率分量的滤波或屏蔽等方法局限于抑制特定频率的信号频率分量，而本发明方法不仅可用于抑制，也可以增强特定频率的信号频率分量，有更加广泛的应用。
【附图说明】
[0015]图1为本发明方法的流程图；
图2图3为本发明方法具体实施例1的分析图；
图4为本发明方法具体实施例2的分析图；
图5图6为本发明方法具体实施例3的分析图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。
[0017]图1为本发明一种改变信号频率分量强度的方法的流程图。本发明一种改变信号频率分量强度的方法，其具体实施包括下列步骤:
1、将信号变换到时间-频率域，获知特定频率的信号频率分量在时间上的位置；
2、根据特定频率的信号频率分量在时间上的位置，找到与该时间位置对应的信号波形；
3、改变与特定频率的信号频率分量在时间上的位置对应的信号波形，从而改变特定频率的信号频率分量强度。
[0018]具体实现中，所述的将信号变换到时间-频率域可以通过各种方法实现，例如，小波变换，短时傅里叶变换，加伯变换，维格纳变换，希尔伯特黄变换。由于信号变换前后的时间坐标相同，因此能够精确地由特定频率的信号频率分量在时间上的位置，找到与该时间位置对应的信号波形，并且通过改变该位置对应的信号波形来改变特定频率的信号频率分量强度。
[0019]以下结合图2-图6通过实施例进一步说明本发明方法的工作原理。
[0020]实施例1
图2和图3说明本发明方法的实施例1。已知某DC/DC变换电路在40MHz到48MHz频率范围之间的干扰较高，需要加以抑制。用示波器测量该电路的电源，记录到如图2上图的干扰信号波形，其中垂直坐标表不电压，水平坐标表不时间。对信号作连续小波变换(WAVELETT RANSF0RM)得到了如图2中图的时间-频率域结果，其中的垂直坐标表示频率，水平坐标表示时间，图像亮度表示信号的相对强度，亮度越大，强度越大。小波变换结果表明，信号的较强频率分量发生在不同的时刻，对应于上图信号波形的不同部分。也就是说，只是信号波形的某些部分产生较强的频率分量。图2下图的垂直坐标表示强度，水平坐标表示时间。本实施例中图2下图的波形记录了图2中图鼠标光标指示位置的频率(本例中光标指向45MHz )分量强度随时间的变化，表明该频率分量的较大强度值主要发生在时间轴的50，1100,4150和6200刻度位置。通过修改电路参数(改变电路的某些滤波电容的接入位置以及修改电路板的布线)，改变了对应上述时间轴刻度位置的信号波形，降低了信号在上述刻度位置的幅度，然后对改变后的信号重新做上述小波变换，结果如图3所示。比较图2和图3表明，信号改变后的波形幅度最大振幅从图2上图的-0.8到+0.6变为图3上图的-0.25到+0.35，相同特定频率(45MHz)的信号频率分量强度整体降低，其最大值由图2下图的7.0变