Wyznaczanie okresu sygnałów dyskretnych na podstawie wartości średniej

Wyznaczanie okresu sygnału dyskretnego jest stosowane w wielu dziedzinach takich jak wibroakustyka, akustyka czy analiza mowy. Stosunkowo rzadko spotyka się zastosowanie tych metod w technice pomiarowej czy elektrotechnice, zapewne ze względu na istniejące i w pełni sprawdzone metody. W artykule przedstawiono propozycję nowej metody bazującej na wartości średniej sygnału okresowego. Zamieszczono również przykładowe wykorzystanie metody do pomiaru prędkości obrotowej silnika na podstawie przebiegu napięcia zasilającego.

Pitch detection is widely used in many domains such as vibroacoustic, speech analysis [1, 3, 4, 5]. This paper describes a new method for pitch detection based on the period mean value. The presented algorithm uses a given number of integrators (Fig. 1) integrating a shifted signal. The output values of the integrators are proportional to the signal mean value if these values are equal to each other. In this case the period is equal to the integration window size. The variance was used in order to detect "equality" of the output values of the integrators. The variance waveform is presented in logarithmic scale to enlarge the range of low values. The first derivative of the logarithmic variance signal was determined. The zero-crossing points (Fig. 3), in which the derivate crosses the x-axis going from negative to positive, correspond to the minima of the variance signal. The location of the first zero-crossing point, which satisfies the conditions presented in Section 5, determines estimation of the period and pitch. An example of application (measurement for rotation speed) of the proposed method to measurements of rotation speed is given.