微弱信号选频放大电路的研制

为提高弱信号检测中的信噪比,常采用选频放大电路放大微弱信号,然后利用自相关检测技术只提取所需信号,抑制噪声干扰信号.介绍了无限增益选频放大电路的研制技巧:第一级选频放大电路必须选择低噪声运算放大器,当使用超低噪声的运放时,电阻的热噪声是主要噪声源,串联在输入端的电阻其阻值应比较小.各级选频放大电路都必须选用温度系数小的电阻和电容,其中电容对频率的稳定性影响更大.在PCB布线时采用一点接地方法,避免后级电路通过电源和地线反馈至前级电路引起自激.研究表明,当选频放大电路输入端短路时,末级输出噪声超过30mVpp,就比较容易出现自激振荡.这可以作为确定选频放大电路极限放大倍数的依据.     

混沌振子在微弱信号检测中的可靠性研究

针对混沌振子微弱信号检测的可靠性问题,对一种改进型混沌振子敏感特性进行分析,指出周期策动力幅值位于临界值时,初始值对系统的状态起决定性的作用,并由此定义了检测系统的敏感集.通过扰动控制方法验证噪声对振子的驱动作用相当于对初始值的扰动,发现在噪声作用下混沌振子微弱信号检测方法存在误判可能,利用所定义的敏感集对噪声背景中微弱信号的可靠检测进行了分析,为消除误判实现该微弱信号检测方法的应用提供了理论保证.     

基于热释电红外传感器微弱信号处理电路的设计与分析

微弱信号处理一直是传感器应用电路中一个棘手的热点问题[1].信号提取的重点则是如何对特定频率的微弱信号实现有效的提取并放大[2-4].文中通过对热释电红外传感器[5-6]探测器出来的信号进行分析,结合设计要求,经过严格的参数计算,对整个信号处理电路进行了合理的分级设计[7],经测试,电路具有良好的选频特性和滤波效果,具有最佳的平坦特性[8],实现了微弱信号的精确放大[9-10].     

基于Lyapunov指数的弱周期信号检测

分析了基于M e ln ikov法和相轨迹观察法的弱周期信号检测方法,针对该方法存在的检测精度低等不足,提出了基于Lyapunov指数法的弱周期信号检测方法。首先使用基于模型Lyapunov指数计算方法设置阈值,然后利用具有噪声的数据进行相空间重构并利用改进方法计算Lyapunov指数,并依此判断大尺度周期状态。该方法的特点是阈值设置精度高,可以实现自动识别。仿真结果验证了理论分析的正确性和有效性。     

基于MSP430的微弱信号检测装置的设计

系统以MSP430为主控制芯片,实施对微弱信号输出的AD采样,并借助1602液晶将结果显示以提高人性化的操作。对于微弱信号及噪声源的处理,主要是使用反相求和比例运算器、Ⅱ型纯电阻衰减网络、射极跟随器、选频放大网络及精密整流路来组成信号检测电路,从而将稳定的直流信号输出给MSP430主控芯片。当输入正弦波信号VS的频率在100Hz-10kHz范围内、幅度峰峰值在20mV-200mV范围内时,以上模块可检测并显示正弦波信号的幅度值,且误差不超过5%。     

基于信号完整性分析的高速电路设计

随着电子系统时钟频率的日益提高,确定和解决信号完整性问题越来越关键。文章以设计一种高速高精度数据采集系统为例,通过信号完整性分析,解决高速电路中的反射、串扰和时序错误的问题。     

光纤光栅微弱信号检测的解调电路

为了在光纤光栅匹配解调系统中实现对光纤光栅微弱信号的检测与处理,在应用微弱光电信号检测原理的基础上设计一种高信噪比、高检测精度的解调电路,该解调电路采用低噪声电路元件参数选取原则和前置放大器设计的一般方法,在雪崩光电二极管与信号数模转换之间采用互阻放大器、巴特沃斯滤波电路和多级放大电路,实现了电路的最佳噪声匹配,有效地抑制了电路的噪声和干扰。该解调电路在光纤光栅匹配解调系统中具有很高的信噪比和测量精度,且具有很好的灵敏度,在测量低频率振动信号试验中具有优异的性能。实验表明:该电路解调系统在25～200 Hz正弦激励振动信号下具有很好的低噪声性能,精确的测试出振动信号,同时该电路所采用的方法与措施对其他测量系统也有借鉴意义。     

超声探测弱信号提取方法

为了在超声检测中排除噪声干扰，从强噪声背景中提取弱回波信号，利用小波变换技术从超声探测信号中提取弱缺陷回波信号，建立了超声缺陷回波的数学模型，并进行了仿真实验，其特有的“变焦距”特性使得小波分析在时域和频域中具有良好的分析能力。结果表明，利用小波变换方法能够很好地抑制噪声，提高信噪比，提取强噪声背景中的弱回波信号，且该方法原理简单，易于实现，在工程上有较高的应用价值。     

光纤式结冰传感器微弱信号检测电路的实现

光纤式结冰传感器(FIS)中冰层对光强的调制作用微弱,且干扰源较多。通过比较常用的微弱信号检测方法(WSD),设计了由同步积分和相关检测相结合进行带宽压缩的高性能锁定放大器(LIA),并对该LIA抗干扰原理建立了数学模型。基于该LIA构建了高可靠性结冰探测系统(IDS)。结果表明锁定检测电路对FIS微弱信号能有效提取。     

基于硫化铅探测器的信号检测电路设计

在靶场测试中,炸点时刻的探测对导弹引信的设计具有重要意义。弹丸炸点红外信号检测电路将炸点时刻信号传送给后续电路进行处理,最终得到炸点时间参数,为导弹的引信设计、制造以及改良均提供了必要条件。硫化铅探测器的信号检测电路经合理设计,将检测电路分为两部分分别进行设计,首先为硫化铅探测器设计了合适的前置放大电路,实现与硫化铅探测器的阻抗匹配,其次通过选择合适的高精密仪表运放设计主放大电路,实现高倍数的电压放大,同时达到有效抑制干扰信号和噪声的目的。最终通过实验,电路实现了对炸点的信号的捕捉并具备较好的信噪比。     

基于CPLD设计的增量式时栅传感器增量信号处理电路

介绍了增量式时栅位移传感器的工作原理,在分析信号产生及增量测量方法的基础上,采用D触发器工作原理设计了防重复计数电路模块,并采用VHDL语言设计了增量及方向信号产生电路模块,解决了时栅传感器信号处理电路的增量信号输出问题。通过对增量信号处理电路在CPLD中的综合时序仿真,验证了电路设计的正确性。CPLD可再编程的特点便于后续开发对传感器测量处理电路的升级。