取样积分器在激光外差测厚系统中的应用

为了提取激光外差玻璃测厚系统中的微弱信号,采用了取样积分器作为信号检测电路,介绍了激光外差玻璃厚度测量系统原理,设计了平衡取样积分电路,并运用Multsim对电路进行仿真。结果证明,取样积分器检测到的输出信号符合系统设计的预期要求。     

PIN光电管在激光外差玻璃测厚系统中的应用

为了检测激光外差玻璃厚度测量系统中的弱光信号,介绍了激光外差玻璃测厚系统原理,并用MATLAB对其进行了仿真,分析了PIN管光电检测电路噪声产生因素,提出了减小噪声、提高信噪比的方法,采用PIN管设计的光电检测电路,为激光外差玻璃测厚系统提供了一种单元模块电路.     

仪表放大器在激光外差玻璃测厚系统中的应用

为了放大激光外差玻璃厚度测量系统中的微弱信号,采用由分立元件构成仪表放大器作为光电探测器前置放大器,解决了放大器与光电接收器之间阻抗匹配,并运用Multsim对电路进行仿真和安装调试。结果证明,放大电路的输出信号符合系统设计的预期要求。     

基于DDS和外差混频的频率合成器的设计

在过去20年里,为了适应矢量调制通信和先进雷达系统的迅速发展,射频和微波信号发生器的性能和复杂度都有所增长.对于这些应用,最关键的性能参数之一就是相位噪声.设计了一种利用外差混频技术的DDS驱动锁相环的频率合成器,频率输出范围3～6 GHz.DDS作为锁相频率合成器的参考信号发生器,这样频率合成器就有了极快的切换时间和很窄的频带间隔.通过提高鉴相频率和外差混频,整个频率合成器因为分频比的大幅下降,因此拥有极好的相位噪声,在频率3.85 GHz时,相噪达到-105 dBc/Hz@10 kHz.     

新型锁相放大器的设计

锁相放大器是一类利用相关算法检测强噪声背景下微弱信号的先进仪用放大器。但传统锁相放大器在检测微弱信号时需要参考信号和被测信号同频同相,而在实际测量中要求二者同频同相很难,且容易导致运算误差。针对2个频率或相位有差异的信号运算后出现误差的问题,提出了一种基于自相关检测理论的新颖的设计方案,即在参考信号与被测信号频率和相位都不相同时,对2信号进行三次乘法运算最终输出直流电压。实验结果将输出值与理论值进行了比较,二者误差在允许范围内,验证了设计理论的正确性。     

直流漏电检测中的数字锁相放大技术

在介绍直流系统漏电检测原理的基础上，提出一种全新的微弱信号检测法。该方法采用DSP（数字信号处理器）和采样ADC（模数转换器）实现数字锁相放大器。在整数个周期内对被测信号进行采样得到信号序列，由数学运算得到参考序列，通过计算信号序列和参考序列的互相关函数就可实现数字相敏检测，同时还对数字相敏检测的频率特性进行了分析，给出了实际设计的数字锁相放大器。     

基于锁定放大的微弱激光回波信号探测系统

微弱信号检测的核心问题是对噪声的处理,为了探测深埋于噪声中的微弱激光回波信号,设计并搭建了一套锁定放大信号检测系统。PIN光电二极管探测到的微弱激光回波信号由前置放大电路和二级放大电路转换为电压信号并放大,再经带通滤波器滤除带外噪声,最后通过相敏检波电路,转换为与回波光强成正比的直流电压信号输出。测试结果表明,系统可以有效抑制噪声,被测信号的信噪比改善超过10.6dB。     

基于三阶广义积分的锁相环设计

电力系统运行过程中,电网电压通常存在不平衡及畸变,而通过采样有时会引入直流分量,这对精确锁相将产生不利影响。针对这种情况,引入三阶广义积分器(TOGI)滤波解耦结构,并构建锁相环。分析了三阶广义积分器的正交信号发生功能,利用矩阵变换推导其等效结构,证明了该结构可将电压信号中的直流分量和高频分量明显滤除。将等效环节嵌入锁相环,获得αβ坐标系下的电压正序分量,并分析了锁相环结构和相应参数。最后,在电网电压信号包含直流分量、畸变、跳变的情况下进行仿真,仿真结果表明基于三阶广义积分的锁相环设计能够快速实现精确锁相。     

光电探测中低噪声前置放大器的设计

为了检测光电探测中微弱的光电信号,分析了放大器噪声产生原因及放大器取得最小噪声系数时对应的最佳源电阻,采用了反相并联放大器法及有源器件的选择上实现噪声匹配,来降低前置放大器的噪声,对电路安装测试表明,反相并联10级放大器,信噪比提高3倍,提出了无源器件及电源对放大器的干扰问题的解决方法。     

自适应校相的锁定放大器设计

针对强噪声通信环境的微弱信号检测问题,利用锁相放大器技术将输入的微弱信号与相位可变的参考信号相干解调滤波提取信号信息。系统由信号预处理电路、参考信号移相电路、相敏检波电路、窄带低通滤波器组成,其中参考信号移相电路为相敏检波电路提供相干的参考信号,相敏检波电路将交流信号变为直流信号,窄带低通滤波器去除宽带噪声,通过多次测量和最小二乘线性拟合提高精度。该系统信噪比SNR增益大于60 dB,信号幅度在10 μV～1 mV,并且混杂有噪声时检测误差不超过6%。     

抑制局部放电信号中周期性窄带干扰的子空间重构方法

为有效提取局部放电信号,提出一种基于子空间重构的窄带干扰抑制方法。对局部放电信号数据形成的HANKEL矩阵进行奇异值分解,将信号划分为窄带干扰子空间和局部放电信号子空间。利用子空间数据重构窄带干扰波形,然后与原始数据相减,得到抑制干扰后的局部放电信号。该方法能在保证局部放电信号失真较小的同时有效去除窄带干扰,抗随机干扰能力较强。仿真和实测信号的处理结果验证了其有效性。     

基于互相关和李雅普诺夫指数的微弱正弦信号混沌检测

微弱信号的幅值通常很小,且常被噪声淹没,难以检测。文中提出基于互相关和李雅普诺夫指数的微弱正弦信号混沌检测方法。该方法利用互相关方法对微弱正弦信号进行初步去噪,再利用混沌检测方法提取有效信号,以充分发挥互相关及混沌检测在噪声抑制及信号提取方面的优势;将最大李雅普诺夫指数作为判断混沌系统相变的量化依据,自动识别混沌系统的临界状态,从而准确给出用于确定微弱正弦信号幅值的策动力临界阈值。仿真实例分析表明,该方法能有效地检测出深埋于强噪声中的微弱正弦信号,且其检测精度较单独的互相关方法和混沌检测方法更优。     

具有基线扣除取样积分器设计

取样积分器是将待测的重复信号逐步多次取样并进行同步积累,从而达到从背景噪声中恢复信号的仪器设备。文中讨论一种具有基线取样的取样积分器的基本原理,电路设计、参数选择,误差分析及一些实验结果。     

电能质量信号的预测模型

电能质量信号纷繁复杂,目前还没有一个很好的适用于电信号的模型。本用预测模型来描述并分析理想电信号的正弦波,振荡衰减正弦波,衰减直流分量,还进一步提出了用多项式来进行信号预测。并给出了电信号中各分量的识别及参数求解方法。结合不同的噪声处理方法,本模型也适用于分析噪声下的电信号。仿真测试表明模型的正确性。     

基于随机共振和多维度排列熵的水电机组振动故障诊断

针对强噪声背景下难以提取水电机组振动故障特征的问题,提出了一种基于随机共振(SR)去噪和多维度排列熵(MPE)提取振动信号特征向量的故障诊断方法。首先,采用随机共振对振动信号进行去噪,增强信号的信噪比;继而利用多维度排列熵提取去噪信号的特征向量,最后将其输入所建立的改进粒子群算法优化支持向量机(PSO-SVM)模型,实现故障的识别与诊断。仿真结果表明,该方法具有较高的诊断精度。     

采用Van-der混沌振子抑制局部放电信号中周期性窄带干扰

局部放电在线监测的热点与难点之一是如何有效去除现场大量的干扰,从而真实地提取局部放电信号。为此,从非线性理论出发,基于Van-der混沌振子的运动特性,提出用Van-der混沌振子去除局部放电信号中周期性窄带干扰的新思路。该振子的时域波形对于与参考信号频差较小的周期信号具有敏感性,对噪声和与参考信号频差较大的周期信号具有免疫力。然后重新定义一种Floquet指数,利用该振子实现了多种混叠信号中周期性窄带信号幅值的检测。最后通过仿真实验和实测信号分析验证了利用该混沌振子检测周期性窄带干扰信号的可行性和有效性。