光热反射实验中微弱信号的测量

介绍了用激光光热反射方法测量表面下物体热物性的实验原理．分析了实验中噪声的主要来源,运用带通滤光片结合差分探测的方式降低激光器产生的噪声．锁相放大技术对被测信号进行窄带放大,锁相放大器结合示波器输出了被测信号的周期变化部分,实现了光热法测量中微弱信号的测量．     

含噪信号的特征基表示与信号去噪重构

提出了一种利用信号幅度谱的去噪重构算法,并作了仿真实验研究．该算法利用含噪信号在幅频特性上的特征,通过特征基来进行信号的去噪处理．仿真研究结果表明,采用该种算法作合噪信号的重构,可以明显地去除信号的宽带噪声．该算法可以应用于噪声严重污染信号的离线去噪处理．     

基于全数字移相锁相法的微弱信号检测器

为改善现有相关锁相检测的相位差不可控性,克服模拟移相电路易受干扰、功耗大等缺点,提出一种基于全数字移相锁相的微弱信号检测方法,将一路模拟相关信号改进为具有频率遍历和同频移相的全数字参考信号,结合锁相相关检测对低信噪比(signal noise ratio, SNR)的微弱信号进行提取。利用直接内存存取(direct memory access, DMA)技术传输参考信号和待测微弱信号,并通过模数转换器(analog to digital converter, ADC)和数模转换器(digital to analog converter, DAC)实现高速率、低功耗的同频数据转换。测试表明,在90 dB的强噪声环境下,该方法可检测有效稳定的最低SNR为-46 dB的微弱信号,可对高噪声环境的工业厂房的无源扬声器进行高精度质量检测。     

基于全数字移相锁相法的微弱信号检测器

为改善现有相关锁相检测的相位差不可控性,克服模拟移相电路易受干扰、功耗大等缺点,提出一种基于全数字移相锁相的微弱信号检测方法,将一路模拟相关信号改进为具有频率遍历和同频移相的全数字参考信号,结合锁相相关检测对低信噪比(signal noise ratio, SNR)的微弱信号进行提取。利用直接内存存取(direct memory access, DMA)技术传输参考信号和待测微弱信号,并通过模数转换器(analog to digital converter, ADC)和数模转换器(digital to analog converter, DAC)实现高速率、低功耗的同频数据转换。测试表明,在90 dB的强噪声环境下,该方法可检测有效稳定的最低SNR为-46 dB的微弱信号,可对高噪声环境的工业厂房的无源扬声器进行高精度质量检测。     

心电信号的小波变换处理算法及仿真

为了有效去除心电信号中的干扰噪声,对信号特征点进行准确标定,采用小波变换的阈值去噪算法和时域峰值定位算法进行心电信号处理.利用bior3.7小波按照Mallat算法对ECG信号进行分解,结合软硬阈值与小波重构的算法对信号进行去噪处理,给出了小波变换与时域峰值定位结合的算法检测各特征点.仿真结果表明小波阈值算法能有效去除心电信号中的干扰噪声,保留心电信号的有效信息,基于小波变换的时域峰值定位算法能准确检测出心电信号中的特征点.     

小波和小波包变换在心电信号去噪中的应用

小波（包）变换软阈值去噪方法具有非线性和自适应性,特别适合非平稳微弱的生物医学信号的去噪,而心电信号恰具有该特征。利用MIT／BIH数据库中没有噪声的胎儿心电的信号作为有用信号并混合高斯自噪声作为干扰来验证小波（包）软阈值去噪的效果。验证结果表明小波（包）软阈值算法去噪效果很好,能有效去除干扰。     

波和小波包变换在心电信号去噪中的应用

小波(包)变换软阈值去噪方法具有非线性和自适应性,特别适合非平稳微弱的生物医学信号的去噪,而心电信号恰具有该特征。利用MIT/BIH数据库中没有噪声的胎儿心电的信号作为有用信号并混合高斯白噪声作为干扰来验证小波(包)软阈值去噪的效果。验证结果表明小波(包)软阈值算法去噪效果很好,能有效去除干扰。     

LANDSAT-5 TM图像散粒噪声去除方法研究

针对LANDSAT-5 TM多光谱图像存在散粒噪声问题,提出一种基于异常探测和光谱归一化处理来检测及去除噪声的算法。视散粒噪声为强光谱异常,基于RX算子探测像元异常,根据异常分布统计特征确定含散粒噪声的像元;再以含散粒噪声的像元为中心,利用邻域内像元各分量上的光谱归一化分值,确定散粒噪声所在波段。利用邻域内具有最相似光谱的像元对应分量替换散粒噪声所在的像元分量。实验表明,该算法能够有效去除TM图像中的散粒噪声。     

电磁超声在钢管探伤中的应用

为了提高超声波换能器的电 声转换效率与探伤精度,利用直接频率合成技术对电磁超声表面波进行激励,并采用选频放大技术对电磁超声接收信号进行处理.实验分析中通过改变激励信号的强度、频率、脉冲串个数、激发相位,得到电磁超声波激发的最佳条件,所设计的锁相放大电路能将微弱的电磁超声接收信号从强噪声背景中分离,有效改善接收信号的信噪比.实验结果表明,电磁超声检测方法可以实现无接触测量,适用于高温、高速、涂覆状态下的超声检测.     

基于多分辨率分析的相关算法在信号滤波中的应用

测量仪表获得的信号带有噪声 ,使内燃机关键参数的计算比较困难 ,已有的FIR和IIR数字滤波器的去噪效果较差 ,且使内燃机的瞬时转速曲线产生了相移 ,难以确定速度曲线局部极值点的位置 .为去除信号中的噪声 ,提出了一种基于多分辨率分析的相关算法 ,首先对原始信号进行小波变换 ,根据规划后的相关函数 ,仅选择对应于信号的小波变换的模极大值 ,将信号和噪声分离开来 ,然后再重建信号 .将该方法用于R410 2型内燃机的瞬时转速曲线的信号滤波中 ,并与IIR滤波后的结果进行比较 .可以看出 ,相关算法不仅使滤波后的曲线更加平滑 ,还避免了IIR滤波中存在的相位滞后 .这表明相关滤波法在精确地重建原信号的同时 ,又能较理想地去除噪声的干扰     

微弱相干信号的双锁定检测

单锁定放大器能有效地抑制宽带噪声,改善信噪比,但对抑制与信号频率相同的干扰信号,却显得不是十分有效。为此,本文试图探究在宽带噪声和干扰同时存在的情况下,采用双锁定放大器来提取深埋于干扰和宽带噪声中的微弱信号的方法。     

应用锁定放大原理去除脑电干扰

介绍了一种新型的去除工频干扰的方法.算法的主要思想源于硬件电路中的锁定放大器,它能精确地检验出信号中工频干扰的幅度、频率和相位并重构出干扰信号,将原始信号减去重构出的干扰信号即能得到正确的低噪信号.算法继承了锁定放大器出色的抗干扰能力.用一段采样频率为200 Hz的单导联脑电（EEG）数据测试算法,在其中添加了幅度、频率和相位在一定范围随机变化的噪声信号,最终得到的还原波形与原波形基本一样.还原波形与污染波形相比,信噪比提高了约30 dB,取得了令人满意的效果.     

高选择性便携式正交锁相放大器研制

针对商用锁相放大器或虚拟锁相放大器体积较大、价格昂贵,无法集成在便携式设备中的问题,利用信号相干检测原理,设计并研制了一种基于ARM7的便携式正交锁相放大器,包括两路参考信号相互正交的相敏检波器。为验证各电路功能,详细测量了各模块的输出信号波形。利用信号发生器模拟产生待测信号,对两路相敏检波器的输入输出关系做了标定,并重点对所研制锁相放大器的性能做了测试和表征,包括量程、均值误差、选频特性和检测下限等。实验结果显示,系统测量下限小于等于5mV,检测范围为5～3000mV,均值误差绝对值小于等于10mV,满度测量误差小于等于1％,待测信号允许带宽0—50kHz,3dB频带宽度小于1Hz,达到了便携式仪器的测量要求。     

基于高调制频率的双通道数字锁相算法

为提高数字锁相放大器的最大调制频率,并同时快速检测双频复合信号,提出一种基于方波参考的快速数字锁相算法。该算法设置四路参考信号,其中两路为频率为f的正交参考信号,两路为频率为2f的正交参考信号。设置两个调制频率分别为(2a-1)f和(4b-2)f,同时对平均滤波器的长度进行设置,避免通道之间产生干扰。试验表明,该算法能同时检测双频复合信号中每个分量的幅值和相位,且幅值误差小于0.7%,相位误差小于0.5%。相敏检波过程中的乘法运算被加法和减法替代,提高数字锁相算法的运算速度,有效扩大锁相放大器的检测带宽。     

微弱光电信号的检测与采集

针对光电倍增管接收微弱光电信号的检测问题,研究了基于H7712光电倍增管的微弱光电信号的检测与采集方法,研究光电检测技术原理,分析影响微弱检测信号的因素;利用高响应、低噪声OPA686设计信号放大处理电路,采用12位高精度A／D转换器设计信号采集电路．实验结果表明：本设计的电路可以对微弱光信号进行放大处理,响应的输入信号频率可以达到100kHz,可以探测到大于3mV以上的光信号．     

A Low-Noise Readout Circuit for Gyroscopes

In order to suppress the noise of gyroscopes,the method based on lock-in amplifier and capacitor matching of the low-noise readout circuit is proposed. Firstly,the principle to suppress the noise by lock-in amplifier is analyzed,and the noise model of front end is proposed. Secondly,the noise optimization for the charge amplifier is presented according to the noise model of front end. Finally,a readout circuit is constructed by this approach. The measurement results show that the parasitic capacitance of front end is 18 p F,and the noise at resonant frequency( 4 k Hz) is 133 n V / Hz1 / 2,and the overall bias stability is 30° /h,and the noise level is 0. 003° /( s·Hz1 / 2). The noise of the gyroscope with the low-noise readout by this method is suppressed effectively.     

一种用于低频微弱信号采集的通用放大器设计

采用CSMC 0.5μm 2P3M工艺设计用于低频微弱信号采集的通用前置放大器. 放大器采用全差分的交流耦合-电容反馈结构, 提高输入阻抗. 采用PMOS伪电阻技术, 高通截止点可随栅极偏压调节, 适用于采集不同频率范围的低频信号. 测试放大器增益为45.2dB, 高通截止点在1Hz～10kHz范围内调节, 放大器的低通截止点为7kHz. 100~7000 Hz范围内放大器的等效输入噪声电压为17.8μV.