基于TMS320C6713的去噪自适应滤波器硬件实现

我们每天都会受到音频噪音的影响,原始信息会受到周围环境噪声信号的污染。为此,本文研究了一个多抽头自适应去噪实时硬件系统,它利用TMS320C6713上实现的最小均方算法（LMs）来去除与音频相关的应用程序中接收到的不期望出现的噪声信号。文章首先介绍了最小均方算法的c语言实现并在CodeComposerStudio上进行仿真,最后在C6713上实现。考虑不同的音频输入,进行了三项实验来测试所设计的自适应去噪系统的效率。实验采用300、500、800、1000和3000Hz的音频信号及男性语音信号为输入的参考信号,持续检测信号中的噪声,直至将它全部去除。此外,还研究了与自适应去噪系统性能相关的收敛速度、滤波器安排顺序以及信噪比。实验结果表明,所设计系统其信噪比有很大的改善。     

供水管道泄漏定位检测系统设计

针对供水管道泄漏时的信号比较微弱且混有大量噪声问题,研究设计一款可操作性强的管道泄漏定位检测系统。系统以STM32单片机为核心,主要包括放大模块、滤波模块、数据采集及传输模块的设计,并利用Lab VIEW虚拟仪器中相关分析模块设计泄漏检测定位软件系统。实验结果表明:该系统泄漏定位准确度高、实时性强,能够满足实际工程需要。     

用于两相流流速测量的极性导向式自适应算法

提出利用导向式自适应算法处理两相流的流动噪声信号,以估计出的流动噪声传输参数计算两相流流速,对这种算法的收敛性和流速测量性能进行了论证.当流动噪声信号量化为1 bit时,则形成极性导向自适应算法,它便于用比较简单的硬件实现快速运算,适于制作成专用的流速检测集成芯片.理论分析和实验结果表明,这种方法测量结果的实时性和分辨率优于相关法.文中给出气水两相流垂直管段与极性相关法进行对比实验的结果.     

分布式电磁接收系统多频标定信号的产生与检测

为了提高分布式电磁接收系统频域标定的效率和精度,提出了一种基于多频伪随机信号的标定方法并研究了多频标定信号的产生和标定数据的处理方法。首先,根据多频伪随机信号的解析式分析了其主频点的振幅和分布特点,通过现场可编程门阵列(FPGA)实现了伪随机信号的编码合成并产生了高精度双极性标定信号源。然后,基于相关检测的噪声抑制原理,给出了检测含噪声多频标定输出信号幅度和相位的多次相关迭代法并通过仿真进行了验证。最后,对分布式双通道电磁接收系统的采集通道和磁场传感器进行了标定测试。结果表明:在外界噪声不大于标定输出信号幅度的环境下,检测结果幅度误差小于2%,相位误差小于1°。该标定方法快速准确,可用于分布式电磁接收系统在不同野外环境下的频域标定。     

基于WiFi遥控的油浸式变压器内部检测机器人研究

针对人工进行变压器内部检测工作量大、容易带入杂质的问题,在分析了变压器内部环境的基础上,设计了变压器内部检测机器人的结构,并利用Wi Fi通讯技术构建了机器人的控制系统。利用电磁传播理论分析了Wi Fi电磁信号在变压器油内部的传输机理,并做了通讯实验。实验结果表明,Wi Fi信号可以在变压油内部稳定传输,可实现对机器人的遥控。     

电磁超声接收系统的设计与实现

提出了一种由正交矢量锁相发大器为核心构成的电磁超声接收系统,该系统针对电磁超声换能器(EMAT)换能效率低,噪声干扰大的现状,以及锁相放大在提取噪声中微弱信号方面的优异性能,采用模拟与数字相结合的方式完成整个接收系统的设计.在该方案中,整个接收电路围绕由平衡调制解调器AD630构成的相敏检波器(PLD)展开,分别设计了信号通道、参考信道和相关器电路,并给出了相关的电路设计图.最后通过实验对比验证,证明该系统可以从噪声中提取出微弱的检测信号,且消噪效果明显,提高了信噪比.     

高压输电线巡线机器人多电磁传感器的信号处理

通过实验对高压输电线路电磁场的分布进行分析,对电磁传感器的信号噪声进行分析,研究多电磁传感器信号的接入方法,并根据此方法设计了信号处理电路.现场和实验室实验表明,采用此种信号接入和处理电路得到的信号稳定,信噪比高,完全满足巡线机器人的要求.     

Generation and detection of multi-frequency calibration signal for distributed electromagnetic receiver

为了提高分布式电磁接收系统频域标定的效率和精度,提出了一种基于多频伪随机信号的标定方法并研究了多频标定信号的产生和标定数据的处理方法.首先,根据多频伪随机信号的解析式分析了其主频点的振幅和分布特点,通过现场可编程门阵列(FPGA)实现了伪随机信号的编码合成并产生了高精度双极性标定信号源.然后,基于相关检测的噪声抑制原理,给出了检测含噪声多频标定输出信号幅度和相位的多次相关迭代法并通过仿真进行了验证.最后,对分布式双通道电磁接收系统的采集通道和磁场传感器进行了标定测试.结果表明:在外界噪声不大于标定输出信号幅度的环境下,检测结果幅度误差小于2％,相位误差小于1°.该标定方法快速准确,可用于分布式电磁接收系统在不同野外环境下的频域标定.     

基于噪声白化准则的自适应噪声抵消方法

提高泄漏检测信号的信噪比是提高管道泄漏检测定位性能的重要途径,针对泄漏检测定位的工程实际提出一种新的噪声抑制方法,基于噪声白化准则的自适应噪声抵消方法。用噪声白化准则控制检测信号的线性预测,提取出与干扰噪声相关、与泄漏信号不相关的信号作为自适应噪声抵消器的参考输入,这样能够有效抵消泄漏检测信号中自相关长度小于泄漏信号自相关长度的干扰噪声。实验结果和实际应用表明,该方法能有效抑制泄漏检测信号中的干扰噪声。     

相位信号的自适应滤波降噪检测研究

本文分析了一种运用ＳＣＨＥＲＩＮＧ电桥自动检测介质损耗角设计方法中相位信号的噪声特点。在无法直接获取参考输入的情况下，通过估计宽带噪声信号的采样时间序列的自相关函数，确定了自适应滤波器参考输入通道的延时参数，成功地设计了自适应噪声对消系统，有效地提高了信号的信噪比，实验及仿真结果证明了这种方法有效的保证了测量精度     

自适应滤波算法消除泥浆脉冲信号中的泵冲噪声

随钻测量系统中自适应噪声抵消器可根据泥浆脉冲信号的特点,运用自适应噪声抵消算法抑制噪声干扰,但同时也会抵消掉部分有用信号,影响后续解码的可靠性。在分析泥浆脉冲信号噪声干扰及自适应滤波算法的基础上,提出一种新的滤波算法,用自适应陷波器来降低主通道信号与参考信号的相关性,保护有用信号不被抵消,克服了以往单采用自适应噪声抵消器存在的最大弊端。实验结果表明,自适应陷波器、自适应噪声抵消器相配合的自适应滤波算法,能在任何信噪比情况下有效滤除泵冲噪声并保护有用信号的能量,简单可靠且适用性强,对提高泥浆脉冲信号的信噪比,降低随钻测量通信的误码率,具有较高的实用价值。     

基于反向随机共振的衰减振荡信号自适应检测

衰减振荡信号作为暂态信号的主要形式广泛存在于多个领域。针对噪声环境下衰减振荡信号的识别检测问题,提出了一种基于双稳系统及量子粒子群寻优的自适应反向随机共振检测方法。该方法选取脉冲形式的输出信号作为最优随机共振检测结果,采用峭度或加权峭度作为寻优算法的适应度函数,实现了系统参数的自适应选取,进而识别出原始信号中衰减振荡信号的具体位置。该方法利用衰减振荡信号的单边特性,通过在时域上对输入信号进行反转,降低了信号的位置识别误差。基于仿真衰减振荡信号与水下气体泄漏声学信号对本文方法进行了测试,结果表明本文方法能够在噪声环境下实现对衰减振荡信号的自适应检测,相比现有方法具有更好的信号位置识别精度,可应用于水下气体泄漏检测等多个领域,具有良好的工程应用前景。     

基于时频分析的移频轨道交通信号检测方法

针对传统方法对交通信号检测时,由于未能提取交通信号的时频特征,导致信号检测时存在检测精度低、检测误差大和噪声频率不稳定等问题,提出基于时频分析的移频轨道交通信号检测方法。首先利用时频分析法对移频轨道交通信号的时频特征进行提取;再基于提取的信号时频特征,利用信号的概率密度函数获取交通信号的信号双谱;最后利用卷积神经网络分类处理有双谱的交通信号,实现信号检测。实验结果表明,该方法检测信号时,检测精度高、检测误差小,以及噪声频率稳定。     

基于自适应Kalman滤波的SAW测温数据纠错方法

在无源无线SAW测温系统实际应用中,阅读器接收到的信号往往受到其所处环境电磁波的干扰。这些干扰将会使阅读器得到错误的测量数据。温度变化趋势和测量噪声时变的特点也给系统建模以及噪声估计带来了困难。针对实际应用中存在的问题,在Kalman滤波的基础之上,提出了一种新的自适应算法。该算法采用多项式预测的方法建立温度测量的时变系统模型,根据当前及历史测量值,自行调整预测模型参数,避免因模型不准确造成Kalman滤波效果严重下降的问题;通过对测量数据小波变换的方法,实时估计测量数据噪声方差,克服未知观测噪声的条件下精度下降的问题;当测量数据受到干扰时,测量值与纠错值之间的差值不满足高斯分布,通过对差值统计特性的分析,对测量数据进行错误数据判别与剔除,有效地抑制干扰对温度测量的影响。将这种自适应Kalman滤波算法应用到无源无线SAW测温系统中,无源无线SAW温度传感器测温实验的结果验证了该算法能有效地纠正粗大误差,提高测量系统的精度。     

基于 CS-FastICA 的超导电磁数据消噪方法研究

超导电磁探测极易受到环境电磁噪声的干扰，严重影响了数据的解释精度。针对这一问题，提出了一种基于信噪分离消噪原理的超导电磁噪声抑制方法。该方法首先利用FastICA算法从观测信号中分离提取二次磁场信号，然后针对信号分离后的幅值不确定性问题，基于最大化非高斯性和最小畸变准则构建优化约束模型，最后利用CS搜索算法迭代求解分离矩阵的最优参数值。仿真结果显示，本文方法在信噪比和均方误差指标上均优于PCA、WA和ICA方法，消噪后信号的信噪比提高了16.6 dB。现场实验表明，本文方法对多种环境电磁噪声均具有良好的抑制效果，消噪后观测信有效时间提高了近4倍。观测信号质量得到了显著改善，视电阻率成像解释深度达1 000 m,充分验证了本文方法的有效性和实用性。     

抗交串自适应噪声对消系统在管道相关检漏技术的应用

管道相关检漏技术通过对泄漏引发的振动信号的处理来完成检漏工作 ,系统原理和结构都非常简单。但在实际应用中 ,它有应用的局限性。在强噪声环境下 ,传感器接收到的包含独立噪声和公共噪声的信号 ,会导致相关曲线中出现虚假的峰值。为提高该类仪器的抗干扰性能 ,本文引入了一种新型的自适应滤波器结构——抗交串自适应噪声对消系统 (CTRANC)。在 Windows95平台上 ,我们编制了一个相关检漏软件 ,其中加入了 CTRANC模块。仿真的结果是令人满意的。     

数字式平均法提高MRS探测信噪比应用研究

针对核磁共振地下水探测仪信号甚微弱导致信噪比太低的问题,分析了野外施工环境电磁干扰的特点,设计了数字式平均型数据采集与数据预处理系统。把一次测量时间内的信号分成若干个时间间隔小段的信号,然后对这些信号进行取样,将各次测量中处于相同位置的取样进行积分平均。研究结果应用于JLMRS(Jilin magnetic resonance souding)型核磁共振地下水探测仪中,实验室与野外探测结果表明,数字式平均方法改善核磁共振地下水探测仪信号的信噪比是有效的、可行的。     

差分式中红外一氧化碳检测仪的研制

根据CO分子在中红外波段的吸收特性,利用红外热辐射光源(IR55)和双通道热释电探测器(LM244),研制了一种差分式CO检测仪。通过双通道锁相放大器对探测器输出的两路信号进行处理,有效地抑制了系统噪声,提高了仪器的检测精度。介绍了系统的检测原理,给出了光学系统和双通道锁相放大器的实现方案,该锁相放大器能提取的最小标准信号幅度为1 m V,移相误差小于0.2%。利用配备的体积分数为0~1×10~(-3)的CO样品,开展了气体检测实验。实验结果表明:系统的检测下限为1×10~(-5),相对测量误差小于15%。当气体体积分数为0×10~(-6)时,测得浓度的波动范围为-5.2×10~(-6)~6.2×10~(-6)。考虑静态配气时气体在气室中扩散的时间,仪器的响应时间约为58~62 s。同基于量子级联激光器和分布反馈激光器的CO检测仪相比,所研制的仪器具有结构简单、性价比高等优势,在煤矿、环保等场合的CO检测方面具有较好的应用前景。     

基于宽频激励电磁声谐振7075铝合金板厚检出概率

电磁超声换能器(EMAT)换能效率低、激发信号弱,而基于长周期激励信号以产生声波共振的电磁声谐振技术(EMAR)虽然可以提高接收信号的信噪比,然而可能导致主脉冲加宽并扩大超声波检测盲区,降低测量精度.本文应用一种宽频激励电磁声谐振技术(BE-EMAR)和一种Halbach阵列纵波EMAT,以单周期宽频激励作为EMAT输...