基于AD8232的表面肌电信号采集系统设计

表面肌电信号是人体表面肌肉通过收缩产生的生物电，能够反应人体肌肉的活动状况，在医学领域有重要的研究价值。由于表面肌电信号是微弱信号，较小的噪声就能产生较大的干扰；针对其这一弱点，本文设计了一款体积小、功耗低、抗干扰能力强的表面肌电信号采集系统。设计使用AD8232作为采集芯片，结合放大、滤波、模数转换电路，使用STM32进行数据处理，最后将数据通过低功耗蓝牙发送到上位机。测试结果表明：表面肌电信号能量主要集中在50~150 Hz，300 Hz以上明显衰减，受低频信号干扰较大。经过硬件滤波与小波降噪算法处理后，干扰得到较好抑制，尤其对低频干扰有显著衰减。系统有较强的抗干扰能力和可靠性，有着良好的市场前景。     

AETA 电磁扰动传感探头系统集成与测试

为了研究电磁信号是否能作为一种可靠的地震前兆信号,设计了一种基于感应式磁传感器用于地震监测的电磁传感探头。该探头电路由前端信号处理电路和后端采集电路组成,可支持频段为10 Hz～10 kHz,0.1～1 000 nT较宽动态范围的甚低频、超低频电磁波段的电磁信号采集,灵敏度大于20 mV/nT@0.1 Hz～10 kHz,18位分辨率,并通过了多项可靠性测试。此外,该探头已经应用到包括川滇国家试验场在内的221个台站中的电磁监测中。现场观测实验表明,该电磁传感探头能有效捕捉到高度相关的电磁信号。     

基于红外探测器的输电线路山火监测方案

越来越多的特高压输电线路经过山林地区,为减少山火对特高压输电安全稳定运行的影响,提出了一种基于红外探测器的特高压输电线路山火监测方案。利用红外探测器检测出山火信号,基于数字信号处理器(DSP)的下位机山火监测系统实现一定区域内的山火信号采集,后台预警程序实现山火位置的显示。对模拟山火进行了测试,装置能对小范围内山火进行监测,并能够判断模拟山火的位置,是一种可行的特高压输电线路山火监测方案。     

舰船电场测量中低噪声放大电路的设计

在舰船电场测量中,由于电场信号频率极低而且很微弱,利用现有检测设备难以测量,关键在于前置电路的噪声性能较差。本文针对舰船电场信号的特点,设计了一种由分立元件构成的极低频低噪声前置放大电路。该电路结构简单合理,同时具有良好的噪声性能,适于低内阻信号源的低噪声放大。文中给出了详细的分析和电路实现。该电路通过理论计算及pspice验证,等效输入噪声电压仅为1.49nV/Hz～1/2。     

基于扰动跟踪法的变压器有源降噪系统研究

变压器噪声是变电站中主要噪声来源,开展变压器有源噪声控制研究能够弥补无源降噪方式对低频噪声治理效果差的不足,具有应用价值。对电力变压器噪声信号进行采集及分析,建立了复杂声波模型。通过分析变压器噪声特性及各频率分量声压级贡献,将100 Hz、200 Hz、300 Hz三个能量集中的噪声频率分量作为消除目标,提出一种基于扰动跟踪法的变压器有源噪声控制算法。进一步以工控机和可视化编程实现扰动跟踪控制功能,以PCI数据卡、传声器和扬声器实现噪声信号采集及输出功能,搭建有源降噪实验装置。在110 k V变电站中进行降噪实验,实验结果表明该系统在夹角为40°的测量区域内能取得一定降噪效果,为变压器有源降噪系统的进一步应用研究奠定基础。     

定速旋转式压缩机拍频声分析与改善

某定速旋转式压缩机搭载的分体式空调,系统外机运行时存在明显嗡嗡声,严重影响空调外机声品质.通过对空调外机噪声信号实时采集,并采用带阻滤波器分析,确认影响听感的嗡嗡声是174 Hz和178 Hz两个相近频率产生的拍频噪声.分析得出拍频噪声的激励源为压缩机的三倍转频与异步电机的两倍转差频率调制产生的拍频振动,经过系统排气管道的共振放大后导致了钣金振动从而引起拍频噪声.最后对系统排气管道进行约束模态仿真分析及优化,消除了嗡嗡声,提升了该空调系统外机的声品质.     

新型红外探测器光谱响应特性测试研究

建立了高精度的红外探测器光谱响应特性测试系统,分析了光学系设计和信号检测原理,并对红外探测器进行了测试。     

基于紫外红外原理的火焰探测器的设计实现及FD10系列火焰探测器产品

提出了基于红外原理的火焰探测器的设计方案,并落地实施,采用高性能32位单片机作为主控芯片和热释电传感器,作为采集火焰信号的核心元器件,利用放大电路,构成数据采集,数据处理的系统。与气体探测器产品搭配使用,组成气体、火灾应急管理监控系统,为企业和员工的生命和财产安全保驾护航。     

基于频谱分析的±800 kV换流站噪声特性

因环境治理要求,开展对特高压换流站的噪声特性研究。通过采集±800 kV换流站户外换流变压器的风机空气动力噪声、平波电抗器的电磁噪声、交/直流滤波器场的电磁噪声的声压信号,分析了负载条件下各位置噪声声压信号的频谱特性,给出各噪声信号的低频段及A声级噪声值。测试结果表明,换流站噪声覆盖低、中、高频段,各类噪声频谱特征较为类似;低频段能量占噪声总能量的比率更大,同一测试条件下风机的低频噪声值远高于其他换流站户外设备。     

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AD8302的X波段瞬时频率测量系统设计

介绍了几种瞬时频率测量技术,为了测量某系统接收到的瞬时信号频率,给出了基于相位检测芯片AD8302配合低噪声放大器、混频器、单片机等设计制作的X波段瞬时频率测量系统.依照方案设计了实物,并对系统整体性能进行了测试,测试结果表明,该系统可以有效的测量X波段信号的频率,测频精度优于10 MHz.     

基于互高阶谱Pisarenko方法的间谐波计算

电力系统间谐波的问题日益突出,准确地将间谐波的幅值、频率检测出来,是电力系统急待解决的问题.本文应用互高阶谱的Pisarenko方法可以在混合噪声背景下准确地将间谐波的幅值、频率计算出来.在互高阶累积量Yule-Walker基础上,首先将信号的特征空间分解为信号子空间与噪声子空间,再构建特征多项式,计算出各次谐波分量的幅值与频率.仿真和试验结果表明,该方法在低信噪比和短数据下,频率的测量精度优于0.03%,幅值的测量精度优于5%,谱估计的分辨率高,稳定性好.     

微波功率测量中的小信号检测

现代微波功率测量仪器大多采用基于微波二极管检波方式的微波功率传感器进行功率测量。二极管功率传感器具有功率测量动态范围大、灵敏度高的优点,但在进行微波小信号检测时输出电压非常小,受噪声影响大,非常难以检测。分析了微波功率传感器中影响小信号检测的噪声来源,针对这些影响小信号功率测量的噪声,从检波电路、斩波电路以及数据采集电路等方面综合进行设计,有效地提高了微波小信号的功率测量灵敏度和准确度。应用于新型微波功率测量仪器中,取得了很好的效果。     

基于磁信息测量的地面标记器设计

针对油气管道缺陷定位的误差随着测量距离的增加而累计增大,进而会导致缺陷定位失败的情况,基于某公司的三轴磁阻芯片设计研发了一款利用磁信息对定位误差进行校对的地面标记器。该标记器采用模块化设计,包括ARM处理平台、信号采集及存储、GPS授时及数据无线传输四部分,能够实现对油气管道内检测器经过时产生的磁扰动信号的采集和存储,并利用小波变换对信号奇异特征的敏感性,可对采集到的磁场信号进行降噪,并且能判断、计算出内检测器经过地面标记器正下方的精确时刻。实验验证表明,所提出的设计方案提高了地面标记器的测量准确度和可靠性,具有一定的参考价值。     

直流光学传感频谱迁移测量法及其实现方案

首先分析了法拉第光学直流电流互感器的信噪频带重叠现象及低频噪声的影响,提出了直流光学传感频谱迁移测量法,推导了光学调制和信号解调方法的数学模型。其次设计了直流光学传感频谱迁移测量法的实现方案。最后对所设计的直流光学电流测量系统进行了误差分析及特性试验。实验结果表明,该测量系统具有较高的测量精度,能够消除信噪重叠现象,证明了该方法的实用性。     

基于DFT算法的地埋金属管线探测仪研究

为了解决传统地埋金属管线探测仪硬件设计复杂,探测频率相对固定的问题,提高管线探测仪的扩展性、灵活性、稳定性和精确性,通过对管线仪的工作原理和探测技术的探讨,提出了一种基于DFT算法的地埋金属管线探测仪设计方案.该系统利用数字信号处理技术,能够同时检测多个频率的信号,采用DFT算法（离散傅里叶变换）计算接收信号能量,选取与发射信号频率相近的信噪比（SNR）较高的频率信号,可以获得更精确的探测结果.经过实际测试,测量误差小于5％,从而验证了本设计的合理性和系统的精确性.     

电机转子系统早期故障可视化检测的差分振子法

在对提取电机转子微弱故障信号方面作了深入研究的基础上,提出了电机转子系统早期故障可视化检测的差分振子法。该方法是在差分方程的基础上构造检测器,确定系统激励频率fe及检测频率fd,当被测信号中含有fd这一频率成分时,系统即刻产生共振来抑制噪声,其相图发生明显的变化,由相图的变化判断系统是否发生故障,从而实现了早期故障的可视化检测。将该方法应用于同步发电机转子匝间短路及转子碰摩故障的识别中,实例仿真证明了该方法的有效性。     

基于时频峰值滤波的电力线通信噪声消除方法

为了克服电力线通信系统(PLC)中存在的大量噪声,改善低信噪比情况下电力线通信系统通信质量,提高电力线通信系统可靠性,引入时频峰值滤波(TFPF)算法作为电力线通信系统的噪声消除技术。时频峰值滤波算法通过频率调制将电力线含噪信号调制成解析信号的瞬时频率,利用解析信号的Wigner-Ville分布的峰值进行瞬时频率估计,从而恢复有效信号。针对电力线通信系统信号的非线性特性,利用加窗的Wigner-Ville分布实现TFPF。实验证明,在低信噪比情况下,该方法可以有效地消除电力线通信系统噪声,降低误码率(BE     

基于 N 次峰值捕捉的超宽带雷达生命体征检测

针对心跳信号易被呼吸谐波和其他噪声干扰而难以提取的问题,提出基于 N 次峰值捕捉的生命体征检测算法。 首先 对雷达接收信号进行平均相消法处理滤除静止杂波;接着利用距离门选择算法提取出体表振动信号;然后对体表振动信号进行 低通滤波和自相关处理去除随机噪声;最后,在提取呼吸频率的基础上抑制其高次谐波,进而在心跳频段捕捉 M 个峰值频率, 并迭代 N 次统计心跳频段出现最多次数的峰值频率作为心跳频率。 仿真结果表明,该算法相对于离散傅里叶变换( discrete Fourier transform, DFT)算法具有更高的测量精度和更好的抗干扰能力,可有效应用于生命体征检测领域。     

低相位噪声参考信号发生器的设计

参考信号发生器是频率合成系统的重要组成部分，是实现低噪声频率合成的基础。本文介绍了产生低相位噪声参考信号常用的技术方法，重点讨论了如何基于锁相环频率合成法实现极低相位噪声参考发生器的设计。最后基于本文讨论的技术方法，设计出了一种具有极低相位噪声的参考信号发生器，并给出了实验结果。该参考信号发生器应用于某高纯微波信号源中，取得了很好的效果。