基于正交锁相放大器的交流电法接收机设计

针对目前野外测量环境复杂,直流电法仪测试结果不稳定、发射电流大导致野外使用不方便等问题,提出将相关检测技术用于低频交流电法接收机的设计方案。采用正弦波交流激发,通过正交锁相放大器测量接收电极上电位差信号的幅值和相位信息,实现复电阻率的低频交流电法仪接收机设计。利用中心频率自动可调的带通滤波器和频率自动跟踪的锁相放大器,在强噪声背景下检测出接收电极上的电位差信号。实验结果表明:在一定频率范围内接收机实现频率自动跟踪测量,准确测量出被测信号的幅值和相位,提高电法仪的测量精度和抗干扰能力。     

交流采样的快速三点算法应用研究

本文介绍了一种正弦信号的快速测量方法，并导出了电压、电流及功率的计算公式。仿真结果表明，本方法计算简单，测量速度快，在不同的频率信号下都可获得同样的高测量精度，特别适合于频率变化信号的测量。     

激光扫描实验回波信号的分析

利用激光回波信号的强度变化来测量物体边缘轮廓的新型激光雷达,并利用二维扫描、直接探测等技术建立了一套激光扫描实验系统。振镜在X、Y方向分别以不同的频率振动,当激光经过振镜反射后,就以X、Y方向进行二维扫描,激光二极管接收到的信号经过滤波后被分为两个不同频率的信号,分析这两个不同频率的信号,就可以得到物体的轮廓信息。实验测量表明,通过测量回波强度变化来测量物体边缘轮廓的方案是可行的。     

采用双本振源激励的声表面波谐振器无线测量系统

在声表面波无线传感的实际应用中,针对以差动形式同时出现的两个声表面波谐振器设计了一种采用双本振源激励的阅读器,每次产生包括两个载波频率的激励信号,使两个谐振器同时响应。实际搭建了无线测量系统,对阅读器的发射和接收链路进行了测试,并通过上位机实时显示谐振频率,测量结果表明了系统的可靠性。最后,实验分析了系统在不同载波频率激励信号下的差动频率测量结果和最远测量距离。     

一种低信噪比正弦信号高精度频率测量方法

在研究噪声对低信噪比正弦信号频率测量的影响、分析触发误差对多周期同步频率测量影响的基础上,提出了一种多-多周期同步频率测量方法,推导了频率测量计算公式和误差计算公式,并对两种测频方法的触发误差做了对比分析;最后给出了用STM32单片机实现多-多周期同步频率测量的方法。实验表明:该方法能有效压制噪声,提高低信噪比正弦信号频率测量精度。     

基于LabVIEW的频谱分析仪测量调频频偏的方法

调频就是调制信号引起被调制载波的频率发生瞬时变化。频谱分析仪是一种在频率域对被测信号进行定量分析的仪器,通过对频谱分析仪的设置,可以利用它测量调频信号。本文研究了调频信号在频率域的信号特征,设计并实现了基于LabVIEW的频谱分析仪测量调频频偏的方法。一、调频信号的特征分析     

水声通信Doppler扩展估计的实验研究

发射机和接收机之间的相对运动引起Doppler扩展,即时间选择性衰落,它导致发射信号频率扩展。Doppler扩展是动态通信时导致误码率上升的主要原因之一,所以通信接收机首先需要估计Doppler扩展,然后才能补偿Doppler扩展,从而够降低动态情况下的误码率。单频信号是频率敏感信号,根据相对发射机的频率偏移量可以估计Doppler扩展。由于声传播速率相对较低,Doppler扩展导致接收信号相对发射信号产生时间上的伸缩变化,这样也可以采用测量伸缩量的办法估计Doppler扩展。通过水声通信湖上试验,验证了这两种方法的可行性,为未来的水声通信研究提供借鉴和参考。     

基于LMD结合WVD在瞬时频率测量中的应用

Wigner-Vill分布(WVD)能非常准确地测量单分量信号的瞬时频率,并具有很好的时频聚集性,但在测量多分量信号时会产生严重的交叉干扰项,混淆真实的频率成分。为消除WVD在测量非平稳信号瞬时频率时产生的交叉干扰项,并保存很好的时频聚集性,提出LMD和WVD相结合的方法测量非平稳信号瞬时频率。该方法使WVD同样适用于非平稳信号的瞬时频率测量中,极大地扩展了适用对象。通过实验及仿真分析表明:与直接用WVD测量瞬时频率相比,该改进方法能有效的消除测量过程中产生的交叉干扰项,且有效保留了WVD很高的时频聚集性的优点,从而更加精确的测量出原始信号的瞬时频率。     

基于窄带滤波及分组DTFT的科氏流量计信号处理方法

提出了一种用于科氏流量计的数字信号处理方法：利用椭圆滤波器滤除左右两路信号中的谐波，再对滤波后的信号进行修正的自适应陷波滤波并测量信号基频，跟踪频率变化；采用计及负频率影响的分组DTFT递推算法测量两路信号的相位差。仿真分析表明，所提出的方法具有很好的跟踪效果且计算简单，可用于科氏流量计的实时信号处理。     

基于跟踪滤波的自适应振动控制

针对频率周期振荡的振动系统讨论自适应控制问题，在频率跟踪的基础上对频率变化的振动响应进行控制，给出相应的估计、滤波与控制方法。首先在子空间辨识原理的基础上，通过测量信号自相关序列的递推运算获得信号频率；然后根据估计频率实时调整带通滤波器的中心频率，使其跟踪信号频率，实现信号分量的跟踪滤波；最后在LMS 方法的基础上构造     

超声波测振信号的能量算子解调方法

连续超声波束遇到振动物体表面会产生多普勒效应,反射超声波信号是受振动信号调制的非线性调相信号。对反射波信号求导获得调幅调频信号,再采用能量算子对称差分法,求取该调幅调频信号的瞬时幅值及瞬时频率。鉴于超声波反射回波信号存在幅值衰减现象,而超声波频率不易受外界干扰,故通过调幅调频信号的瞬时频率提取被测物体的振动速度,并由振动速度求导得到振动加速度。同时,从幅值及频率两个方面探讨振动测量范围。仿真及实验结果表明:基于能量算子的超声波测振信号解调方法能有效地提取振动信号,与传统的相位解调方法相比,具有更大的测量范围。     

沙质沉积物反射系数的宽带测量方法

海底作为海洋波导的重要边界,其反射系数对声传播起着至关重要的作用。为了快速而准确地获取海底反射系数,提出了一种基于脉冲压缩技术的测量方法,对接收信号进行压缩来提取反射波。该方法不仅可以克服实验过程中经常遇到的多途干扰,而且测量过程简单,可以同时获得测量频带内所有频点的反射系数,即实现了对反射系数的宽带测量。在实验室环境条件下,针对广泛覆盖于大陆架及沿海地区的沙质沉积物反射系数进行了测量,通过20~60 kHz频率范围内窄带和宽带测量结果的比较发现,宽带测量结果在频带边缘存在一定的偏差和起伏,但可以采用增大发射信号带宽提高压缩效果或用适当的窗函数压低旁瓣的方法来得到频率范围更宽、精度更高的测量结果。     

Frequency switching time measurement using digital demodulation

A method for measuring frequency switching time in fast switching frequency synthesizers is described. The fast frequency switching waveform is digitized by an oscilloscope, and the switching transient is recovered by digital demodulation. The method can be used to measure the switching time for any fairly wide frequency steps within the acquisition bandwidth of the digitizing system, and it is insensitive to signal amplitude variations. Some results of measurements on a frequency agile signal simulator are presented     

A hybrid method for calibrating acoustic arrays

A method to calibrate the elements of large arrays devoted to underwater applications is presented. The goal is to measure the sensitivity and directivity of the elements over their full bandwidth. The main constraint comes from the bounded geometry of the experimental setups that limits the duration of the time windows available for analyzing the received signals. Using a short wideband pulse is detrimental to obtaining high signal-to-noise ratios. A classical method for handling this problem is time-delay spectrometry (TDS), which is based on the transmission of a linear frequency- modulated signal combined with a sliding frequency filter. An alternative, hybrid method based on the transmission of a sequence of time-frequency-limited signals is proposed. This hybrid method is shown to provide the same spectral density as TDS in the frequency scanning, but the filtering process is quite different. The transmitted signals are designed to take advantage of the coherent sums of the received signals to track the time of flight of the direct paths between the source and the elements. In addition, a fitting process based on the calibration geometry of data acquisition enables the boundaries of the interference-free time windows to be precisely delineated. An example of the application is described.     

基于小波变换的轧辊磨床振动信号分析研究

针对实际测试项目,介绍了用于轧辊磨床振动测量的信号采集系统的硬件组成及信号采集方法。简述了振动信号分析的理论与方法,采用基于小波变换的信号分析方法对磨床振动信号进行分析,能同时兼顾高频与低频段的频谱特性,提高特征频率的提取精确度,进而提高系统故障诊断的可靠性。     

一种谐振式传感器频率特性测试平台

谐振式传感器的谐振频率和Q值可以通过其频率特性计算得到,因此需要有一种通用的测试平台来测量各种不同谐振式传感器的频率特性.本文描述了一种谐振式传感器频率特性测试平台,并提出了一种采用间歇激励方法测试谐振式传感器谐振频率的新方法,采用线性调频信号激励谐振式传感器,传感器自由振动状态下的振动频率即是传感器的谐振频率;测得传感器自由振动状态下的振动频率,即可得到谐振式传感器的谐振频率.     

2.4GHz无线电波的相位干涉测向研究

讨论了利用相位差测量2.4 GHz入射电磁波方位角和仰角的方法.在理想情况下分别对接收天线为三元阵和五元阵时对测向系统进行仿真,针对其测向精度比较二者的优劣性.对于五元阵接收到的信号所具有的“相位模糊”问题,采用“虚拟基线法”解相位模糊,提高测向精度.     

基于NI-CompactRIO平台的水声信号参数估计技术实现

通过对水声信号进行参数估计可以获得信号的频率、制式和周期等参数信息,传统的水声信号参数估计的实现方法过程繁琐,工作量大,开发周期长且可靠性较低。采用美国国家仪器公司最新推出具有高实时性的嵌入式控制和采集平台NI-CompactRIO以及Labview图形化开发环境,在该平台上实现了谱线比值法测频、信号转发和匹配滤波三种参数估计算法,提高可靠性的同时也缩短了开发周期。     

基于变形Lorenz系统微弱周期信号频率检测新方法

提出了一种变形的Lorenz混沌检测系统,此系统主要具有混沌态和类周期态两种状态。借鉴平均法推导了此系统的近似周期解。把变形Lorenz系统与状态反馈控制方法相结合,将含有待检测信号的变形Lorenz系统从混沌态控制到类周期态,然后利用频谱分析的方法检测待检测信号的频率。数值仿真结果验证了该方法具有较高的检测精度。最后,对不同频率的微弱正弦信号和非正弦周期信号进行了频率检测,实验结果证明此系统的可行性和有效性。     

组合声源测试消声器传递损失的噪声信号修正方法

针对某些传递损失较大的消声器,现有白噪声测试设备的单一噪声源发生器无法满足消声量的测试需求。通过采用低频和中频两种声源发生器,利用过渡管道与测试管道垂直连接的方式,实现了两种声源组合发声对消声器声学性能的测试。为了解决过渡管道与组合声源系统连接处声阻抗变化,导致输出的噪声信号频谱特性随机波动的问题,提出了一种噪声信号的修正方法。该方法基于四传感器法测量过渡管道声阻抗,根据过渡管道传递矩阵,以随机白噪声为激励源输出的管口噪声作为输出声压信号,得到组合声源系统的输入声压信号,实现了对组合声源系统声音信号的补偿。实验结果表明,与传统均衡器调节方法相比,该方法能够在较宽的测试频率范围内输出平稳的声压信号;其次,利用修正前后的声学信号对扩张腔的传递损失进行测量,修正后得到的测试曲线与理论值吻合度较高,证明了该方法的可行性。