用于处理电能质量信号的最优低通差分器的研究

在某些电能质量检测和分析计算中,有时需采用差分方法计算信号的变化率,常见的差分方法有基本中心差分、Newton-Cores差分、Lanczos差分等.采样得到的电能质量信号一般含有较多的噪声,如差分算法选择不当,噪声将被显著地放大,影响后续信号的分析、处理和评估.因此需寻找一种低通差分滤波器算法,在保留有效扰动信号的同时,能抑制噪声对数值差分的影响.文章在逼近理想差分滤波器幅频特性的基础上,通过带约束条件的最小化方法建模求解差分滤波器的最优系数.仿真计算表明,最优低通差分滤波器(OLPDF)能准确地完成数值微分计算及有效地抑制噪声.OLPDF的带通频率可根据应用体条件选取,且可根据噪声情况设计其阻带性能.研究表明,最优低通差分滤波器是一种分析电能质量干扰信号的比较有效的工具.     

波导带通滤波器的设计

波导带通滤波器是一种选频电路,应用在通信、电子战（EW）、雷达、自动测量设备（ATE）等的微波设备中。它易与波导天线的馈电装置连接。适于高功率的应用并且性能良好,在小信号电平上,它基本上是用在8到100GHz的频率范围,波导滤波器的主要功能是通带插入损耗和失真很小的前提下,提供足够的阻带选择性。例如,在微波接收机中,波导带通滤波器滤掉不需要的带外信号,保持前端噪声特性。在微波发射机中,减小不需要的频谱,抑制发射机噪声传到接收机。波导带通滤波器还应用在各种微波多工器上,本文对波导带通滤器的设计、研制和制造的关键技术进行了讨论。     

一种用于GIS超高频检测的滤波器

为提高使用外置天线的GIS超高频检测系统的信噪比,设计了一种工作频带300~1000MHz的微带线带通滤波器。根据微带线滤波器设计原理,确定滤波器类型、结构和级数,利用先进的EDA仿真工具进行结构仿真和优化并提出了一种减小滤波器尺寸的方法。特性曲线和实测性能表明,该滤波放大器能抑制低频干扰信号,放大局放信号,提高信噪比,从而满足了UHF微弱信号滤波预处理要求。     

具有寄生通带抑制的微带带通滤波器的设计

寄生通带的抑制程度是微带滤波器的关键性能参数之一.介绍了1种能够在较宽频带内有效抑制寄生通带的设计方法,通过将带通滤波器和低通滤波器级联、联合仿真优化,最终得到在通带的二倍频与三倍频区域都具有足够抑制的微带带通滤波器原型.给出了具体的设计原理,以及使用ADS和Ansoft Designer的设计步骤与流程.最后的实测结...     

用时域连续有限冲激响应滤波器进行过零测频的方法

根据时域连续有限冲激响应滤波器的原理设计了短窗窄带带通连续滤波器。该滤波器通过处理输入离散采样信号获得连续信号并抑制谐波噪声，改进了过零测频方法。对含有40%低频和高频谐波的500 kV线路的故障电压进行仿真，试验结果表明当采样数据的窗长为4个工频周期时，该方法的测频误差小于0.05 Hz，且延时仅为2个工频周期，其抗谐波、抗噪声和动态响应特性优于傅氏测频法，能够满足电子式互感器应用环境下实时测频的要求。     

基于滤波技术的电力网络基波频率测量方法

根据钟形脉冲函数设计了具有带通特性的滤波器.给出了滤波器的时域数学模型、频域数学模型及离散时域模型,并研究了它的数值积分算法.经频谱分析可知:所设计的滤波器对非周期、低频振荡信号和高次谐波信号具有较强的抑制作用.利用所设计的带通滤波器,研究了电网基波频率的测量方法.仿真结果表明:在电网含有较强的非周期、低频和高频谐波信号的条件下,基于这种滤波技术的测频方法具有较高的频率测量精度.为精确地测量电网基波频率提供了有效的方法.     

S注入法中窄带滤波器设计

根据傅里叶性质中信号时域的卷积对应频域中的乘积,信号频域中的卷积对应时域中的乘积的原理,设计了一种窄带滤波器.通过对具有理想频域带通滤波性质但时域特性不佳的littlewood-paley小波,在时、频域多次转换的基础上,进行了时域支撑区间的压缩和修正,最终导出的窄带小波滤波器具有近似紧支集的特性.经仿真验证并与同频带100个周期正弦波滤波算法相比较,表明该小波窄带滤波器具有更优良的选频特性.结论认为采用低品质因数值模拟滤波器加小波滤波算法,是改善S注入法滤波问题的有效方法.     

供电与通信复用电路带通滤波器设计

供电与通信复用电路系统接入电网或者非线性负载时,噪声干扰不利于信息准确解调,为解决这一问题,设计一种应用于复用电路的带通滤波器.首先对巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器性能进行比较,重点研究了巴特沃斯滤波器响应与级数之间的关系,最后提出了这种带通滤波器参数设计方法.通过实验验证了该带通滤波器在体现基波频率包络变化的同时可有效抑制噪声干扰,提高了通信解调电路的可靠性.     

特高压交流变电站电晕噪声提取方法研究

为了降低特高压交流变电站内变压器、电抗器等设备对电晕噪声检测的影响,根据变压器、电抗器噪声与电晕噪声的差异化时频特征,提出了一种电晕噪声提取方法,利用小波分析方法对原始电晕噪声信号进行多频带分解,采用阻带梳状滤波器对重构后的电晕噪声低频部分进行滤波处理,从中消除变压器本体及电抗器噪声,根据电晕噪声的短时脉冲性以及变压器冷却装置噪声的平稳性,利用基于谱减法的语音增强技术从电晕与冷却装置的混合噪声信号中提取出纯净电晕声信号。结果表明,利用该方法能够剔除带噪电晕声信号中的变压器、电抗器本体噪声以及冷却装置噪声,并且不改变电晕信号的时域特性,从而表明了该方法的可行性及有效性,能够为特高压交流变电站电晕噪声现场检测提供技术支持。     

线性调频信号的匹配滤波处理

雷达信号处理完成压制噪声和杂波,从而有效地检测出有用信号的功能。采用匹配滤波器可使输出信噪比达到最大。本文介绍了匹配滤波器的设计原理,给出了白噪声匹配滤波器和有色噪声匹配滤波器的传递函数模型。在MATLAB/Simulink平台上,建立了雷达发射信号为线性调频信号时匹配滤波器的仿真模型。计算机仿真表明,线性调频信号经匹配滤波器后脉冲宽度被大大压缩,信噪比得到了显著提高。该滤波器的脉冲压缩功能,解决了一般脉冲雷达通过增加脉冲宽提高作用距离与距离分辨力下降的矛盾。     

基于FPGA的宽带噪声发生器的设计

随着宽带雷达信号的不断发展,需要宽带的噪声干扰信号.提出了一种宽带数字高斯白噪声产生的方法,通过FPGA并行产生4路m序列,并使用多相滤波技术进行滤波,然后将4路信号合成2路信号输入到DAC,最后进行放大滤波得到模拟的宽带白噪声.设计的核心是多路m序列发生和FIR多相滤波器,详细分析了多路m序列发生算法和FIR多相滤波算法.应用Verilog HDL语言实现模块功能性设计,该系统采用Stratix Ⅳ芯片EP4SGX230和双输入高速数模转换器AD9739,可实现宽带噪声的输出.     

集成光学陀螺信号噪声抑制电路设计

集成光学陀螺采用光学Sagnac效应,通过检测谐振腔中相向传输两束光的谐振频率差得到转动角速度.针对陀螺输出信号及其噪声特征,提出了基于开关电容的滤波器的信号调理方法,理论分析表明了比传统带通滤波器更好的噪声抑制效果.建立了开关电容滤波器的频域模型,并利用该模型对滤波器参数进行了优化设计.同时,理论分析了其梳状滤波器特...     

基于YIG调谐带阻滤波器的低噪声L波段接收前端

L波段接收前端的噪声、频率预选和带内干扰信号的抑制对雷达接收机的灵敏度、动态范围、信号的选择和抗干扰能力等技术指标有着重要影响。采用三阻带YIG调谐带阻滤波器,通过连续可调谐、可分可合控制方法实现了L波段预选滤波器带内多达3个干扰信号的抑制以及单个干扰信号的深度抑制。多阻带抑制、限幅、低噪声系数及前置衰减的动态范围扩展等设计有效提升了L波段接收前端在复杂空间电磁环境中的抗干扰能力。试验样品的测试数据验证了设计方案的可行性和工程实用性。     

一种AGC控制的低噪声水声接收机

在深水隔水管监测系统上,为了接收水下节点发射的信号,研究设计了一款低噪声低功耗水下接收机。在海洋环境下,由于发射机发射功率,传播损失以及传播过程中噪声干扰等影响,造成接收信号畸变、衰减、动态范围增大等问题,不利于后端数字处理。本系统选择低噪声芯片,优化电路结构、降低系统噪声,通过六阶椭圆滤波器,选择所需频带信号通过,采用AGC实现大动态范围的压缩。海试结果显示,该系统具有高灵敏度、低噪声、低功耗、接收动态范围大等优点。     

皮秒级可调脉宽脉冲码型生成电路设计

针对雷达、通信、电子计量与测试领域对高精度、低噪声、高分辨率、可编程脉冲信号的需求,设计了一种皮秒级可调脉宽脉冲码型生成电路,用于产生脉宽精密可控的多模式多功能系列化脉冲码型信号。该脉冲码型生成电路基于小数分频原理,改变小数分频比将小数杂散移至高频段并由环路低通滤波器滤除,达到降低脉冲信号噪声的目的,在此基础上通过并串转换芯片产生目标信号以及向FPGA提供时钟信号以弥补FPGA本身时钟频率低,精度差的缺点。测试结果表明,脉冲生成电路可产生脉冲频率范围为1mHz～400MHz、最小占空比步进为～的脉冲信号,脉冲信号生成电路输出信号码型可选择归零码、不归零码、归一码、伪随机码等脉冲码型格式的脉冲码型信号。     

基于ip-iq运算方式的双滤波谐波检测方法及其数字滤波器的设计

有源滤波器是一种消除电网谐波污染的重要装置,提出了一种基于ip-iq运算方式的双滤波结构的谐波电流检测方法.该方法用DSP实现用于分离直流分量的低通滤波器时,降低了其采样频率,提高了谐波电流检测的精度,增强了实时性.理论分析与仿真结果表明该方法具有较好的谐波检测性能,且设计简单、易于实现,具有一定的实用价值.     

恒虚警条件下线性调频连续波雷达信号的检测

线性调频连续波(LFMCW)信号是一种典型的非平稳信号,其频率随时间变化,需借助时频信号分析方法进行研究.因此本文主要目的在于通过仿真比较3种典型时频分析方法即:Wigner-Ville Hough transform(WVHT)、periodic WVHT(PWVHT)和cumulative WVHT (CWVHT)来寻找用于恒虚警率(CFAR)条件下检测LFMCW雷达信号的最优方法.首先介绍3种方法的特点,发现PWVHT算法复杂度较高;其次推导信号经过这三种变换方法后在起始频率和调制斜率处峰值的理论公式并进行仿真比较,发现当截取信号的时间大于一个信号周期并等于信号周期的整数倍时,CWVHT和PWVHT具有相同的性能且都高于WVHT;最后比较这些方法在CFAR条件下检测LFMCW雷达信号的性能,结果表明CWVHT方法在低SNR条件下有较好的检测性能.     

Transformer partial discharge signal reconstruction and feature extraction method based on time–frequency matrix

Effectively extracting power transformer partial discharge (PD) signals is of great significance for monitoring the power transformer insulation state. However, practical and effective extraction methods have been lacking. This paper proposes a novel method for the extraction PD signals feature by the analysis of their time–frequency matrix. First, empirical mode decomposition (EMD) is carried out for raw signals to obtain the complete Hilbert time–frequency spectrum. Second, the frequency band partition is carried out. And the component of raw signals on each frequency band is constructed after filtering by a Hilbert–Huang transform (HHT) band‐pass filter. Then the time–frequency matrix is constructed by different frequency band components, and singular value decomposition is carried out. Using its singular value energy spectrum, the PD signal is reconstructed, further realizing feature extraction. Finally, the analysis result from actual examples indicates that this method can effectively extract PD signal feature frequency spectrum, and meanwhile also can eliminate the strong background interference and retain the higher time–frequency resolution. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.