Zerocrossingdetektering

Zerocrossingdetektering är en teknik inom signalbehandling som syftar till att identifiera de punkter där en signal passerar nollvärdet. Dessa nollpassager används ofta för att uppskatta signalens frekvens eller fas samt för tidsbestämning mellan olika signaler. I kontinuerlig tid gäller det att hitta t då x(t) = 0; i diskret tid används vanligtvis teckenbyte mellan två på varandra följande provvärden.

Metoderna bygger på att övervaka tecknet hos signalen. För diskreta data kan man på varje steg kontrollera om x[n−1] och x[n] har olika tecken, dvs. x[n−1]·x[n] ≤ 0. För bättre tidsnoggrannhet går det att interpolera mellan provvärdena, ofta linjärt, för att uppskatta nollpasseringstiden. Vid brus eller signaler med plattor används ofta en tröskel eller ett dödlager kring noll för att undvika falska nollpasseringar.

Användningsområden innefattar bland annat uppskattning av frekvens och fas, tidsbaserad synkronisering och funktioner inom ljud- och talbehandling. Zero-crossing rate (ZCR) används som en enkel egenskap för att skilja mellan tal och musik eller för onset- och pitchrelaterade analyser i ljudsignalbehandling. Inom kommunikation kan zerocrossingtekniker ligga till grund för enkel amplitudmodulerad demodulation och för klockåtervinning i vissa digitala system.

Begränsningar inkluderar känslighet för brus, spektralt innehåll och nivåförändringar. Metoden kräver ofta tillräcklig samplingsfrekvens i förhållande till signalens frekvensinnehåll samt filtrering eller adaptiva trösklar för robusthet i praktiska tillämpningar.