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。     

电压移相数字工频移相器

介绍了一种通过电压移相输出单相电压信号的数字工频移相器．该移相器基于数字原理产生精确的正弦波，应用锁相技术实现了输出与输入同频并达到数字移相的目的，同时输出信号的幅值及频率均可通过键盘调节，具有工频信号发生器的功能．     

电压移相数字工频移相器

介绍了一种通过电压相输出单相电压信号的数字工频移相器，该移相器基于数字原理产生精确的正弦波，应用锁相技术实现了输出与输入同频并达到移相的目的，同时输出信号的幅值及频率均可通过键盘调节，具有工频信号发生器的功能。     

消散型同步的微弱周期信号检测及噪声影响分析

在混沌预测模型基础上,提出了消散型同步的混沌背景下微弱信号检测算法。采用径向基函数神经网络(RBFNN)拟合混沌模型,结合消散型同步实现混沌时间序列与混沌系统的同步,利用同步误差实现微弱信号的检测。以Rossler混沌系统为研究对象,验证了算法的可行性,研究了噪声对微弱信号检测的影响。仿真研究表明,该算法能检测各种频率的微弱信号,在一定条件下可检测到信杂比大于-110dB的微弱周期信号;若信噪比SNR≥0dB,噪声对微弱信号检测的影响很小;但若SNR-10dB,将检测不出微弱信号。在理论研究基础上,由MKS-CEC-Ⅲ新型混沌演化控制实验仪获取Coullet混沌时间序列,添加不同频率的微弱信号,利用该算法实现了不同频率微弱信号的检测,说明该算法适用于其他混沌系统。     

参考输出占空比可调的双光路斩光器

微弱信号的锁 相检测技术是现代电子检测理论中的一种重要方法。而对被测信号进行调制使其与参考信号相关是实现锁相检测的关键。     

大距离系数红外测温仪的关键技术研究

针对大距离系数红外测温仪测温距离远和噪声干扰大的特点,提出一种微弱信号数字相敏检测方法.根据相关检测原理,设计了由模拟开关和低通滤波器组成的模拟相敏检波电路,并对此电路的噪声抑制特性进行了分析.基于反相采样累加相关原理,提出了数字相敏检波方法,并对数字相敏检波方法的频率特性进行了分析.实验结果表明,模拟相敏检波电路具有良好的噪声抑制能力;该数字方法能抑制谐波,消除前置处理中引起的直流.与模拟检波方法相比,该数字方法在检测精度和处理速度上也有较大提高.     

参考输出占空比可调的双光路斩光器

微弱信号的锁相检测技术是现代电子检测理论中的一种重要方法。而对被测信号进行调制使其与参考信号相关是实现锁相检测的关键。其中利用光学斩光器对被测光进行调制使其与方波参考信号相关是对微弱光信号进行锁相检测的一种常用方法。本文讨论了参考方波信号占空间比及相位抖动对测量信噪比的影响,叙述了参考信号占空比可调的斩光器的设计思想、制作方法和实际效果。     

基于小波变换的微弱信号的检测和提取

主要研究在墙等固定物体强杂波背景下,对人体心跳、呼吸所产生的多普勒频移信号的检测和提取,由于生命信号是一种微弱的低速目标信号,将会产生位移量极小的Doppler频移,并且回波信号将会淹没在杂波噪声中,在SCR(low singnal-clutter-ratio)环境下,雷达不可能发现目标.由于小波变换在智能信号处理中具有良好地表征时频域信号局部特征的能力,提出基于小波变换的生命信号处理算法,实验结果表明,算法在进行杂波滤除、信号检测和提取方面具有良好的性能.     

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。     

模拟信号失真度测量装置设计与实现

信号处理技术在电子领域的设计和应用中尤为重要。信号在开闭路传输过程中会受到环境、传输网络工作状态和应用元器件参数的影响,使其原有信号的性质发生改变,存在信号失真问题。基于TMS320F28335平台设计了信号失真度测量装置,首先将输入信号经过运放电路与偏移电路变换到模数转换器(analog to digital converter,ADC)允许的采样范围内,再通过快速傅里叶变换算法(fast Fourier transform, FFT)得到基波与谐波的归一化幅值,采用频域分析方法计算信号采样数据的失真度。同时,实现了将检测结果同步显示在触摸屏和手机程序上,增强了实际应用性。最后,通过实验测试表明,该信号失真度测量装置的测量误差达到了0.7%,且具有良好的实时性和稳定性。     

一种高性能的全数字锁相环设计方案

针对实现参考频率和输出的频率近似相等或者近似成整数倍关系时遇到的锁相环设计方案复杂以及高性能的模拟锁相环不适宜于集成化问题,设计了主要由模数转换器、全数字式鉴相器、数字式低通滤波器和数控振荡器等构成的全数字式锁相环。主要利用模数转换器在动态量采集时具有的边沿效应从其采集的大量数据中选择出精度更高的数据用于后级的全数字式鉴相,实现了一种全数字式锁相环。实验结果表明了该方案的正确性及其具有锁定精度高和环路的本底噪声低等特性。     

基于CORDIC算法的频谱分析技术研究

讨论了数字检波的工作原理,提出了基于CORDIC算法的数字检波方案。根据该方案,使用FPGA实现了基于CORDIC算法的数字检波器。通过在VXI全数字中频实时宽带射频频谱分析仪中实验验证,基于CORDIC算法的数字检波器是可行的。它与数字下变频器结合可以得到高测量精度和动态范围,其带内一致性可达到±0.01 dB,测试动态范围可扩展到100dB。如果数字下变频器和基于DSP的高精度细化FFT分析相结合,测试频率分辨率可达到0.03 Hz。     

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。     

基于ARM920T嵌入式低频数字扫描仪设计

系统采用ARM920T作为核心处理嚣,以低频信号作为信号源,采用DDS技术,从而实现相频、幅度、频率特性的分析仪器,能够简单地实现信号源的时域和具体参数的波形。系统主要由ARM920T控制处理器、DDS扫频模块、ADC采样模块、DAC输出模块、检波滤波器模块、扫频信号源幅度模块组成。其中处理器采样ARM920T,扫频信号源采样DDS芯片AD9851,检波模块以AD637JQ芯片构成,相位检测模块由AD8302芯片构成,DAC芯片TLV5618控制扫频信号的幅度。实验结果表明,仪器可以检测20Hz～1 MHz左右的频率信号源,可以显示在LCD屏幕上,直观地读出频率、幅度和相位。     

基于软件无线电的微弱信号相关检测算法研究与实现

文章对微弱信号的相关检测原理和步骤进行了研究,给出了相关检测在数字域的快速实现算法。利用软件无线电思想设计了信号采集、数据处理平台,实现了较低信噪比信号的相关检测。     

用于微机械加速度计的亚微米工艺ADC设计

为了满足高性能微机械加速度计输出数字化的应用需求,基于亚微米工艺提出了一种16位高阶∑Δ模数转换器。采用五阶前馈单比特量化的方法,实现转换器低失真输出。前级积分器采用增益增强折叠共源共栅一级运放结构,提高低频增益,减少前级运放增益非线性对转换器失真的影响。应用积分器输出摆幅优化的方法和开关电容共模反馈电路的方案降低了整体功耗。测试结果表明,当采样频率为8MHz时,小信号输入失真度低于90dB;在低功耗模式下采样频率降低到4MHz,失真度接近90dB。这种高集成大动态范围的五阶前馈∑Δ模数转换器结构实现了16位输出精度,能够满足微机械加速度计的输出信号转换要求。     

一种新的相位编码信号识别方法

针对现有的许多PSK信号识别方法中,低信噪比与小计算量不能同时兼顾的问题,提出了一种新的PSK信号识别方法.首先估计接收信号的功率谱并对其进行平滑处理,以3 dB带宽内功率谱的重心作为信号的载频估计,并利用估计值将接收信号下变频至基带,然后根据基带信号虚部和实部累加输出波形的幅度互补且其拐点位置恰与相位跳变点相对应的特性,结合彼此的优势,辨识PSK信号.这种方法运算量小,易于实现,且能适用于较低信噪比的情况.仿真结果验证了算法的有效性.     

微电流信号提取系统的研制

微电流信号检测是高压电气设备在线监测及时发现设备隐患、提高设备稳定运行的关键技术.对模拟信号进行5阶巴特沃斯滤波,利用MAX132模数转换芯片实现对模拟信号18位高精度双积分数字转换,同时可以抑制50 Hz的工频干扰.通过89C51单片机对整个系统进行控制,以实现微电流信号的提取.