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。     

硅微陀螺仪驱动信号提取端口噪声分析

建立了硅微陀螺仪驱动模态的接口模型,设计了驱动速度信号敏感接口电路,分析表明合理的参数选择基本消除了接口模型中寄生电阻电容导致信号衰减.建立了接口电路的噪声模型,推导了各噪声源导致输出噪声电压公式.仿真和试验表明,由运算放大器的噪声电压和噪声电流,及上置直流偏置电阻R1所产生的噪声功率较大.因此,减小前置运算放大器的输入噪声电压、噪声电流以及寄生电容CPP或者增大直流偏置电阻R1可以有效抑制上述噪声的影响.     

仿真系统长线传输中一种有效的抑制噪声干扰的方法

本文从原理和实践上给出了在长线传输和对微弱信号的采集中抑制噪声干扰的接口电路，方法简单，效果良好。     

电容式微加速度计的噪声分析

噪声是以微弱信号处理为特征的电容式微加速度计性能提高的主要制约因素。针对电容式微加速度计的噪声,详细分析和研究了其特性。首先分析了电容式微加速度计的系统噪声由机械热噪声和电路噪声两部分组成;采用热力学均分理论和集成电路噪声特性分别对机械热噪声和电路噪声进行建模、分析和计算,得到了机械热噪声等效噪声加速度和各级电路的噪声值。然后用自行设计的微加速度计表头和接口电路进行试验,实验结果验证了噪声模型的正确性,确认了电容式微加速度计电容检测电路—电荷放大器是最主要的噪声源。     

基于Launchpad微弱信号检测装置的探究

对于淹没在背景噪声中的微弱信号,由于信号本身的涨落以及背景和放大器噪声的影响,其测量灵敏度受到限制。以TI公司出品的MSP430小开发板Launchpad为处理和控制的核心,设计并制作了微弱信号检测装置,通过信号放大电路、乘法器电路、滤波电路和锁相电路等信号处理,实现了在强噪声(噪声均方根电压值固定为1 V±0.1 V)背景下对待测微弱正弦信号的提取和幅值检测,并通过LCD液晶显示。实际运用表明,该系统具有操作灵活简便、测试较为准确的特点,达到了设计要求。     

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。     

采集系统中光电信号调理电路的噪声分析

在用数据采集卡对传感器输出信号进行采集的过程中,往往需要先对传感器输出的信号进行放大、滤波、A/D转换等一系列信号调理过程.信号调理电路的噪声直接影响整个检测电路的检测水平,为此,根据光纤电压互感器中光电信号检测的实例,说明了信号调理电路的噪声分析与抑制措施,为以后信号检测精度的提高提供了依据.     

微测辐射热计的噪声分析

以电阻型微测辐射热计作为基本模型,分析其在电压偏置下的噪声特性.针对微测辐射热计中的约翰逊噪声、1/f噪声与辐射噪声,着重探讨了微测辐射热计的偏置电压、电阻、噪声带宽等参数对其噪声和信噪比的影响,并根据分析仿真结果,提出了三种增加微测辐射热计信噪比的方法.     

基于经验小波变换的多通道微弱电流信号噪声控制

多通道微弱电流信号受很多噪声因素的干扰,导致微弱电流信号输出相对误差增加,为此提出基于经验小波变换的多通道微弱电流信号噪声控制方法。采集多通道微弱电流信号,利用经验小波变换技术分解采集到的微弱电流信号,判断电流信号中是否存在噪声并确定噪声类型。装设微弱电流信号噪声控制器,根据电流信号中的噪声量与噪声类型生成控制指令,对不同通道微弱电流信号噪声进行控制。实验结果表明,该方法的多通道微弱电流信号信噪比较高,输出信号与原信号之间的相对误差较小,可以实现多通道微弱电流信号噪声控制。     

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.