伪随机码超声扩频在声学测温中的应用研究

声学测温技术中声波飞渡时间的测量是提高温度测量精度的关键。为了提高声波测温装置在锅炉强背景噪声下的抗干扰能力,借鉴雷达中的脉冲压缩技术,介绍了基于伪随机二进制序列的超声扩频测声波飞渡时间方法。利用信号处理技术中的互相关函数分析方法,计算声波发射端和接收端两路信号之间的时间延迟。在实验室加背景噪声的条件下,对声波时间延迟估计进行了实验研究。实验结果表明:伪随机码超声扩频测量飞渡时间具有较高的准确性、稳定性和抗干扰性能,该方法对提高声学测温精度具有实际意义。     

基于伪随机序列调制的荧光测量系统

荧光分析法和伪随机序列技术均在多个领域有广泛应用。荧光测量过程中常伴随着复杂的背景噪声和干扰,为测量精度的提高带来了困难。利用伪随机序列的相关特性和频谱扩展效应,提出了一种适用于荧光测量系统的,基于伪随机序列的激发光调制方法。通过建立数学模型,从信号和噪声的频谱角度定量分析了伪随机序列调制系统对噪声和干扰的抑制能力,给出了序列参数与测量系统信噪比之间的关系。最后将该调制方法应用于一个典型的荧光测量系统(荧光型叶绿素仪)中。理论和实验结果都表明,使用伪随机序列调制方式能显著提高荧光检测信噪比,叶绿素仪的线性响应相关系数R2在0.999以上,达到国外同类型高端仪器水平。     

基于三元伪随机编码的可控震源信号设计

常规的可控震源Chirp扫描信号的地震响应存在着相关信号旁瓣大、分辨率低的缺点。本文针对可控震源地震勘探的特点,对伪随机编码扫描方式进行研究,并分别采用二元伪随机扫描工作方式和三元伪随机扫描工作方式进行对比,研究了二元、三元伪随机码的生成方法,利用得到的伪随机码得到实际应用的伪随机序列,并将所研制的三元伪随机编码扫描信号发生器嵌入到了具有自主知识产权的电磁驱动可控震源上,通过测试将得到的自相关函数进行分析,得到了适合于地震勘探的伪随机编码扫描信号。     

基于低采样率声波法的电站烟气流速测量

为解决现有声学测速方法存在的计算量大且耗时长的问题,提出一种基于声学信号相关函数插值的电站脱硝出口烟气流速在线测量方法。研究了在较低采样率下对声学信号互相关函数进行插值处理,以获取准确的信号时延的可行性。数值仿真结果表明:采用三次样条插值方法得到的声波飞渡时间比线性插值方法的结果更准确。回流式风洞实验结果表明:对相关函数进行三次样条插值可获得较高的测量精度,在1～8 m/s测速范围内的最大测量误差为3.62%,同时计算耗时仅为传统互相关方法耗时的1/258。因此,低采样率声波法测量气体流速可得到较高的精度,可作为电站烟气流速测量的有效方法。     

一种超声扩频测距的实现方法

介绍了一种基于DSP的伪随机序列超声扩频测距的实现方法。伪随机序列与超声载波采用ASK调制方式,利用包络检波法从超声回波中恢复出伪随机序列,并借助DSP芯片快速处理的优越性能,通过对伪随机序列进行相关运算,得到超声波的传播时延,从而根据超声测距原理比较精确地测量距离。     

一种基于单周期相位调制的激光测距方法

提出了一种以单周期相位编码为基础的激光测距方法:采用m序列伪随机码对某频率信号进行二相编码,且每周期对应于伪随机码中的一位,并将该信号作为激光发射信号,然后通过对接收到的回波信号与发射信号进行相关检测来计算被测目标距离;MATLAB仿真结果表明,该激光测距方法具有较高的抗干扰能力和较高的测量精度。     

基于声波速度测量的锅炉炉膛温度监测

介绍了利用声波测量锅炉炉膛温度、建立全截面温度场的原理及实施方法,经试验验证,基于互相关函数法能较好地测量声波飞渡时间,并且试验数据十分稳定,将温度场作燃烧可视化成像处理,直观监控锅炉炉膛燃烧状况,确定了利用声波测量锅炉炉膛内温度技术的可行性。     

伪随机序列超声测距系统及FPGA实现

超声测距系统中多路换能器同时工作存在的超声串扰会导致错误的测量和降低系统的工作效率.为了消除串扰,采用二进制频移键控调制(FSK)构造每个超声换能器的编码激励发射序列;结合超声回波信号模型,给出了超声回波信号的解调算法;设计了一种只用异或和加法的并行数字相关技术的回波序列识别和渡越时间捕获器,它能够抑制超声串扰和误码,显著减少数据处理时间和FPGA资源.FPGA仿真结果表明伪随机码(PRBS)可用于消除实时超声测距系统的串扰.     

电站锅炉对流烟道烟温声学监测技术关键

针对电站锅炉过热器、再热器超温问题,拟采用声学测温对流烟道烟气侧温度进行实时在线监测。搭建管阵列实验台,在实验室环境下研究管阵列对声波传播的影响。在锅炉现场环境下,利用人孔安装声学测点,对锅炉热态时对流烟道烟气温度进行监测,验证声学方法的可行性。结果表明,声波信号大部分可以透过管阵列传播过来。在管阵列环境下,声波飞渡时间可以由广义互相关时间延迟估计获得。声学法可以用来进行对流烟道内实际烟气温度的测量。     

基于m序列叠加DDS信号源的设计与实现

针对某型雷达训练干扰机的需要,设计了一种基于m序列叠加DDS信号源。该信号源利用FPGA产生m伪随机序列信号与AD9850产生的DDS信号相叠加,生成复杂的噪声信号,再把这种信号应用到微波固态振荡源模块中,通过功率放大,最后通过天线把干扰信号辐射出去,从而达到真实模拟噪声调频干扰的要求。在实装雷达上测试表明,该噪声源产生的干扰具有频谱丰富、带宽和幅度可调等优点。     

两步相关法高抗干扰超声波距离测量技术的研究

本文采用相关方法确定超声波的传播运行时间，借助于一个经过适当选择的伪随机二进制序列信号作为超声波的发送信号，可通过相关方法把外部干扰信号的影响消除或减小到最小限度，这是因为这些外部干扰信号与发送的伪随机二进制序列信号是不相关的，本文采用特征多项式通过软件方法生成伪随机二进制序列信号，十分简单而又灵活，由于省去了费时的乘法运算，所以在计算相互相关函数时放弃了快速傅立叶变换（FFT）算法，取而代之的是相关函数的两步计算法，它显著地减少了数据处理时间，合理应用微电技术和有效的程序设计，使得一台具有高抗干扰能力的低成本便携式距离测量仪器得以实现。     

M序列伪随机码在绝对定位系统中的应用

将伪随机二进制序列（ＰＲＢＳ）引入连续绝对定位系统，阐述了Ｍ序列伪随机码用于定位系统的工作原理，并以实例说明了其在自动导向车连续绝对定位系统中应用的具体过程。     

用于光时域反射计的周期伪随机序列的产生

依据非线性移位寄存器原理，讨论了给定周期的非线性反馈移位寄存器的综合算法，以FPGA为硬件基础，构成了序列周期可改变的非线性伪随机序列发生器，其产生的长周期高速率伪随机序列可以用于光时域反射计，提高其测量分辨率。     

关于声波飞行时间测量系统的设计与实现

声学法测温的基本原理,以及利用函数计算声波飞行时间的原理和方法,详细说明了声波飞行时间测量系统的设计与实现。该系统以LabVIEW为软件设计平台,以计算机标准配置的声卡、数据采集模块和声发射、接收电路构成硬件系统,实现了从声波信号的产生、发射到接收、采集、互相关分析的全部过程。     

基于广义互功率谱的温度检测方法

声温法是基于声波与CT技术相结合的非接触测温法,声波信号飞渡时间的精确测量是温度场检测的关键环节,在低信噪比、复杂混响的背景环境下,传统相关算法无法准确计算出声信号的时延。采用广义互功率谱相位分析算法来克服背景环境中乘积性干扰和卷积性干扰,通过对采样信号进行白化处理,并随信噪比的变化调整互功率谱的权值,来提高时延估计算法的抗噪声与抗混响能力。理论推导和实验结果分析证明,与传统相关函数分析算法和互功率谱相位时延算法进行比较,新互谱算法能有效克服噪声和混响干扰,锐化峰值,准确估计出声信号的时延。     

智能控制双通道伪随机信号发生器

介绍一种智能控制双通道伪随机信号发生器。它能产生0－9999ms的双列信号间的高精确度延时；信号序列长度和时钟频率可在较大的范围内变化。因此，既可以作为单列伪随机信号发生器使用，也可用作相关器的标定。     

基于8098的可控伪随机序列发生器研究及应用

本文简述伪随机序列发生器的原理结构及其在相关测量和分析中的应用。     

一种抗反射波干扰的声波传播时间测量系统

针对声学法测温中普遍存在的混响问题,提出一种基于波峰辨识的抗反射波干扰的声波传播时间测量法。在此基础上,设计了一套声波传播时间测量系统。系统以LabVIEW为软件平台,采用了LabVIEW与MATLAB混合编程技术。以扬声器、传声器、前置放大器、功率放大电路、扬声器选通电路、信号调理器、数据采集模块和带声卡的计算机构成硬件系统。实现了声波信号的产生、发射和接收、采集和传播时间计算的全过程。测试结果表明:文中算法在强反射波干扰下,仍可获得稳定的声波传播时间测量值。在系统中嵌入适当的温度场重建算法,可实现非接触的温度场监测。     

一种2．5Gbit／s信号发生器的设计与实现

设计并实现了一种2.5Gbit/s的信号发生器。利用锁相环技术将155.52MHz的信号倍频到2.5GHz,再把该信号作为时钟输入到伪随机序列发生模块中,得到了速率为2.5Gbit/s的伪随机序列输出。测试结果表明信号发生器的输出速率稳定在2.59Gbit/s,信噪比为21.34dB。而且该信号发生器具有价格低廉,结构紧密,使用方便的特点。     

Chebyshev混沌序列性能研究

本文对Chebyshev混沌二进制序列伪随机码的统计特性进行分析,并与改进Logistic混沌进制序列伪随机码的自相关、互相关、游程、平衡特性等特性进行了比较。研究证明,Chebyshev序列性能优良,在扩频通信中具有较高的应用价值。