大气电场传感器信号放大电路的噪声分析与优化设计

为了解决大气电场传感器输出信号噪声大的问题,对一般电荷放大电路的噪声模型进行了深入研究,并且基于三维大气电场传感器的结构设计了低噪声信号放大电路;在万用板上对所设计的信号放大电路进行调试,通过替换电路中的积分电容,得到不同积分电容下传感器轴向感应电极的输出电压波形,并对输出波形进行对比分析,得到最理想的低噪声信号放大电路设计方案。     

基于锁相放大的微弱信号检测电路研究

锁相放大器（lock-in amplifier）是通过互相关性原理,利用参考信号与被测信号的互相关性,提取出比被测信号强10000倍以上的干扰信号中检测出目的信号。为了更好的检测出被测信号,在锁相放大器原理的基础上,利用开关型相敏检波器(phase-sensitive detection)和直流放大器,实现双通道的锁相放大器。     

微弱通信信号盲检测技术

在研究背景噪声和目标信号不同特性的基础上提出一种实用的非合作微弱信号盲检测技术。对新的检测技术进行理论分析和算法流程的阐述。并针对复杂电磁环境下多信号检测的性能和低信噪比环境下单信号检测性能进行仿真与分析。表明新的检测方法在高斯白噪声信道下对不同的无线信号都有较好的检测和估计精度,而且具有运算量小、精度高、易于硬件实现的特点。     

强噪声下的微弱信号检测技术

"微弱信号"主要指那些被噪声淹没的信号,"弱"是相对于噪声而言的。弱信号在强噪声背景下的检测一直是工程应用中的一个难题。在强噪声背景下,提高信噪比,检测有用的微弱信号是微弱信号检测的首要任务,满足了现代科学研究技术的需要,因此研究微弱信号的检测技术具有重要意义。本文对强噪声下的微弱信号检测技术进行分析,以期为相关研究人员提供参考意见。     

基于滑动匹配功率谱分析的TD-SCDMA上行突发信号检测

针对低信噪比下TD-SCDMA上行突发信号的检测问题,提出了一种滑动匹配功率谱分析算法。该算法利用同一用户midamble码序列自身高度的相关性,当本地midamble码序列与接收上行突发信号中的midamble码序列完全匹配上时,会有反映信号的残留载波或直流成分出现;再对其求取功率谱,则在该功率谱某一频率位置上会出现尖锐的谱峰,通过检测功率谱峰的幅度与位置,即可准确估计出该用户midamble码序列是否出现和残留的载波调制频率。仿真结果表明,该算法具有良好的检测效果,并能有效克服残余频偏的影响。     

基于噪声分析的压力变送器响应时间原位测量方法研究

响应时间是反映压力变送器动态性能的关键技术指标,针对现有测试手段无法对在役设备直接检测的问题,分别建立基于噪声信号自回归与功率谱密度响应时间的时、频模型,研究噪声分析实时获取压力变送器响应时间方法。对噪声分析法进行仿真验证,结果表明该方法具有较高准确性和稳定性,且对不同参数的系统具有良好的适用性。对罗斯蒙特3051型压力变送器进行实验,与斜坡信号实验比对,噪声分析法与斜坡法响应时间结果偏差小于5%,对算法优化分析看出MTM算法和Welch算法较MUSIC算法结果更加吻合,分析数据长度达到1×10⁵后结果趋于稳定。对核电站现场数据进行噪声法分析,结果符合预期,验证了所提方法用于传感器现场测试中的有效性。     

基于PI闭环控制的AMR磁阻传感器信号调理电路

为了提高磁场测量精度,提出一种基于PI闭环控制的AMR磁阻传感器信号调理电路。该电路由前置放大器、开关同步检波、积分电路和闭环反馈电路组成。首先通过选取较小的前置放大器增益,以降低对传感器输出噪声的放大;然后利用积分器对放大后信号进行积分,得到积分电压;最后,将积分电压进行V/I转换,并将电流接入HMC1001偏置电流带,实现闭环反馈,以抵消外部待测磁场,当电路平衡时,传感器工作于零场,积分输出电压正比于待测磁场。与开环结构对比实验结果表明:在相同的灵敏度条件下,闭环式信号调理电路噪声功率谱密度为40 pT/√ Hz @1 Hz,并且与开环式的信号调理电路相比,它的输出信号信噪比提高了15.55 dB。     

低频噪声测量技术在电子元器件测试系统中的设计应用

低频噪声测量技术在电子元器件测试系统中的应用涉及硬件设计、软件设计和系统测试等方面。本文通过规划测试流程,对硬件部分及软件部分进行了相关设计,包括信号采集和噪声功率谱密度算法等。通过评估信噪比（SNR）、噪声功率谱密度（PSD）等噪声指标,得出测试结果,证实了低频噪声测量技术在电子元器件测试中信号质量总体良好,且能在相对稳定的范围内持续波动。     

微弱信号检测方法研究

噪声是限制微弱信号检测系统的首要因素。对于微弱信号检测来说,如能有效克服噪声,就可提高信号检测的灵敏度。研究利用自适应滤波和小波分析来对微弱信号进行降噪,通过Matlab仿真证明,自适应滤波和小波分析对噪声有着很强的抑制作用。     

微测热辐射计双相关采样读出电路的噪声分析

通过计算微测热辐射计热敏电阻的噪声功率谱密度,分析双相关采样电路(CDS)的噪声抑制特性,推导出了CDS读出电路的输出噪声电压的计算模型.CDS读出电路能有效地抑制微测热辐射计的热噪声和闪烁噪声,并且输出噪声电压中热噪声占主要部分.     

微弱信号检测的前置放大电路设计

针对精准农业中对微弱信号检测的技术需求,论文设计了以电流电压转换器,仪表放大器和低通滤波器为主要结构的微弱信号检测前置放大电路.结合微弱信号的特点讨论了电路中噪声的抑制和隔离,提出了电路元件的选择方法与电路设计中降低噪声干扰的注意事项.本文利用集成程控增益仪表放大器PGA202设计了微弱信号检测前置放大电路,并利用微弱低额信号进行了测试,得到了理想的效果.     

基于TWACS的弱信号检测及仿真技术研究

双向工频通信系统(TWACS)是一种基于电力配电网的新型通信技术。提出在不同噪声情况下应采用不同的 TWACS 信号检测方法,分析了差分检测方法,通过陷波和小波分析结合的手段得到了 TWACS 通信弱信号的良好的提取效果并由仿真实验证实了所提出的检测方法的可行性和有效性。     

微弱信号调理电路的设计

介绍了一种由AD620和AD705运算放大器构成的信号调理电路的设计方法。该电路能将传感器检测出的微弱信号进行放大、滤波等处理,使之成为后续电路能接收的标准信号。     

基于CPLD和TDC的微电容传感器信号检测电路设计

针对电容传感器的工作原理,以复杂可编程逻辑器件(CPLD)为核心,采用基于时间数字转换器(TDC)技术的芯片PS021,设计了一种高精度的微小电容测量电路。给出了PS021的测量原理和电路的软、硬件设计。采用PS021结合CPLD采集处理电容信号,外围电路简洁,应用方便,软件设计通过对PS021内部可编程寄存器的合理设置实现高精度的测量。实验结果表明:电路在10 Hz刷新频率时能够达到8 aF的有效精度,最高刷新频率可达50 kHz;电路实现了1 fF～0.01 aF的分辨率,有效精度位(ENOB)可达22位;高精度高刷新率可缓和测量速度和分辨率的矛盾,提高了微小电容的测量精度。     

FBAR传感器信号检测与处理电路研究

设计并制作了薄膜体声波谐振器(FBAR)的生化传感器信号检测与处理电路,该电路采用混频器,把高频信号混频到低频信号,降低了信号的处理难度,并以Cyclone FPGA为核心控制器,完成对采样数据的处理和存储,并实现了实时传输等功能。利用该电路对双工器进行了初步测试,结果表明,谐振频率与网络分析仪所测结果一致。     

基于信号包络分析的并行微弱信号检测算法

针对目前微弱信号检测主要利用相关运算检测已知参数的周期信号是否存在,算法复杂、通用性不强的问题,从数学形态学的角度出发,提出一种基于信号包络分析的并行微弱信号检测算法,通过局部运算性能良好的凸点筛选,逐级提取信号的包络,最终的高级包络收敛于多个信号的峰值位置。算法不需要被检测信号的先验知识,对高斯噪声有很好的抑制作用。在信噪比为-10dB的仿真实验中,算法依然保持较好的检测效果;实测数据显示,算法具有较好的微弱信号检测性能。     

一种适用于微弱传感信号检测的锁相放大电路

针对复杂噪声环境中有效提取出微弱传感信号的问题,设计了一种实用的锁相放大器电路。该设计通过产生两路正交的矢量参考信号与经低噪声放大和带通滤波后的被测信号相乘实现信号相位差检测,经过低通滤波和均方根计算等实现对微弱信号的提取。该设计采用了一种基于变换的方波乘法器,实现了动态范围宽、直流漂移小、线性度高的乘法运算,进一步提高提取信号的精度。测试结果表明,该设计不但提取的信号精度高,而且电路结构简单,对元件一致性要求低,克服了普通放大器需要被预知被测信号和参考信号相差的问题。     

混沌系统在弱信号检测中的应用

首先提出了利用混沌系统检测弱信号方法,实验结果证明了此方法的可行性。在此基础上,又提出将自相关方法和互相关方法分别与混沌系统相结合形成混合测量系统。经大量仿真实验证明此系统比前一种方法信噪比门限更低。可见混沌系统在弱信号检测方面的应用有望成为降低信噪比门限的有效方法之一。     

弱信号锁相放大CD552-R3电路

锁相放大电路是微弱信号检测的重要方法.基于CD552-R3相敏检波芯片设计了一种锁相放大电路,应用于大背景噪声下微弱信号的检测.采用信号发生器产生的标准信号和染噪信号,对该锁相放大电路进行了鉴幅和鉴相性能测试,并在不同强度噪声下对弱信号进行检测.测试结果表明:研制的锁相放大电路输出线性度高于0.9999,具有良好的鉴幅和鉴相特性,能将信噪比为-36 dB的毫伏级信号提取出来,可用于大背景噪声下微弱信号的检测.