光电离传感器中微电流检测电路的设计

介绍了一种低频极微弱电流信号放大电路的工作原理、电路设计、元器件选择及制造工艺。该放大电路是光电离传感器的重要组成部分,它也可以应用在其它微弱电流信号的检测系统中。实验表明:该电路有效抑制了噪声,具有良好的灵敏度和线性度。     

弹光调制干涉信号放大滤波电路设计

从弹光调制干涉具中出来的干涉光经过探测器接收所输出的电信号频率很高且幅度只有几十毫伏左右,极易受到噪声干扰。有效地将其检测提取并放大至高速AD采集信号范围600 m V~4 V对弹光调制-傅里叶变换光谱仪的光谱反演至关重要。因此,需要设计一种高频、高增益、低噪声的两级放大电路。该电路主要由直流稳压电源电路、小信号放大电路和截止频率为50 MHz的低通无源滤波电路组成。实验结果表明,该放大滤波电路可以将弹光干涉信号平稳放大至150倍左右,能够为后续的采集存储提供良好的信号源。     

光幕靶用大动态范围信号处理电路设计

为提高光幕靶测速精度和弹径适应范围,设计了一种光幕靶用自动调节增益的对数放大电路,扩大信号处理电路的测试动态范围。论文分析矩形探测光幕和扇形探测光幕两类典型光幕靶式光幕工作原理,分析弹丸过幕信号幅值与弹丸直径和过幕位置之间的关系。依据对数放大电路特性设计了基于TL441芯片的电压型对数放大电路和LOG112芯片的电流型对数放大电路,对设计的电路进行对数放大特性和动态范围进行测试。试验结果表明,设计的信号处理电路的输入输出信号幅值具有对数特性,其动态范围可达31dB,提高了光幕靶的测试动态范围,满足各口径弹丸的速度测量。     

激光旋光仪中微弱光信号检测系统的设计与实现

光信号检测是激光旋光仪中一个不可或缺的组成部分。要求检测系统具有较高的测量分辨率、良好的测量重复性、高抗干扰性能和较高的测量精度。在该微弱光信号转换与信号提取系统中,前置放大器和滤波器的设计直接决定了对被检测信号的有效提取,对整个系统性能起着决定性作用。基于此,该系统利用T型电阻网络设计了前置放大器,对输出的微弱信号进行放大;利用双二阶环电路设计了窄带带通滤波器,滤除噪声后对信号进行提取。实验结果表明,该检测系统能将光功率为90nW的微弱光信号转换成幅度为240mV的电压信号,并且有效地抑制了噪声。     

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.     

基于STM32等精度测频的光信号检测装置设计与验证

基于STM32采用等精度测频方法设计了一种可用于光信号检测的装置。该装置由供电模块、光转频模块、频率测量模块和数据显示模块组成,其中,被测光信号在光转频模块中通过硅光电二极管S1226-8BK转成微弱电信号,经放大和滤波处理后输入AD650转换成频率信号。频率测量模块使用ARM Cortex-M3内核STM32F103RBT6作为处理器,结合一个D触发器,对光转频模块输出的频率信号进行等精度测频,测得的数据发送到上位机显示。实验结果表明,本装置测得的频率信号均与光功率之间成很好的线性关系,与示波器测量结果亦相吻合,证明了本装置可对光信号进行准确检测。相对于常用的频率测量法,本装置具有测量误差小的优点。     

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。     

应用新型双T选频网络的OFCS光检测放大器

介绍了一种新型用于OFCS（光纤电流传感器）的PIN光检测放大器的设计,并提出了一种新型的双T型选频网络电路,对放大器各级的设计原理进行了详细的理论分析。理论与实践都证明这种新型光检测放大器信噪比较高,能对微弱的PIN光信号进行有效的检测和放大。     

脑电信号调理电路设计

提取脑电信号是进行脑电信号分析的第一步,其中关键的技术之一就是信号调理电路的设计。脑电信号是极其微弱的生物信号,对噪声极为敏感、对放大器性能要求较高。设计了预处理电路中的放大以及滤波电路,具有元器件简单、价格低廉等特点。测试结果表明,该系统具有良好的放大及滤波性能。     

基于红外光谱的瓦斯传感器研究

介绍了一种基于红外光谱原理的瓦斯传感器的设计方法。运用了分子辐射吸收理论来检测瓦斯的红外技术。以STC12C5410AD单片机为核心,利用红外热释电探测器将光信号转换为电信号,通过放大电路将微弱信号放大、滤波、A/D转换、单片机进行数据处理,最终实现瓦斯浓度显示及浓度超标时进行声光报警等功能。     

光电探测器前置放大电路研究

在弱光检测中,光经过光电探测器转换为电信号,此信号极其微弱。要实现光电转换,并有效地利用这种信号,必须对光电器件采取适当偏置,然后再将已转换的电信号进行放大处理。对光电导器件、光伏型探测器、光电流型探测器的前置电路进行研究与设计。根据不同种类的探测器及探测光信号的频率特性选取不同的偏置与放大电路,使前置电路的性能达到最优。     

基于双耦合改进型混沌振子系统的弱信号检测

介绍传统的单Duffing混沌振子系统检测微弱信号的原理。传统混沌检测弱信号方法中,在强噪声环境下检测弱信号时系统易出现相位变化不稳定、抗噪性需进一步增强等问题。针对这些问题,本文提出基于双Duffing耦合改进型振子系统来对强噪声环境下的弱信号进行检测的方法,并用此方法对强噪声下的微弱正弦信号进行检测仿真。通过仿真得出双耦合改进型混沌振子系统能够更好地检测强噪声环境下的弱信号,对噪声有着更好的抑制作用。     

混沌背景中微弱网络传输信号有效检测仿真

针对传统微弱信号检测方法存在检测准确性较低、检测时间较长等缺点,提出混沌背景中微弱网络传输信号有效检测方法。根据Wiener-Khinchine定理对信号函数计算,并经过傅里叶变换获得信号的自相关函数与其相对应的功率谱,利用周期图法分析获得微弱信号的检测原理,运用Briot-Bouquet引理进行计算,根据计算结果证明瞬态信号以及周期信号的存在,并以此为基础构建混沌背景下噪声的检测模型,从预测误差中检测出在噪声层下的微弱网络传输信号。仿真结果表明,所提方法能够快速检测出在混沌背景下的微弱信号,且检测时间较短、检测误差较低,可广泛引用在现实生活中。     

基于锁相放大的微弱信号检测电路前置滤波器设计

针对降低前置放大器噪声的方法展开研究.分析了影响系统噪声的主要因素,提出并详细阐述了一套前置减噪滤波器的设计方法.该方法采用了基于锁相放大技术的微弱信号检测电路,取得了明显的噪声优化,进一步降噪7.25%.     

电力系统故障的微弱信号检测方法的研究

为了确保电力系统能够安全稳定的运行,实时检测故障中的微弱信号。通过噪声干扰情况下微弱信号的不同变化进行研究,得到了一种微弱信号的DUFFING混沌检测模型。系统发生故障时会产生相应的微弱信号,运用DUFFING混沌振子法分析不同情况下微弱信号的时域波形和相平面轨迹变化规律,并建立数学检测模型,对其幅值进行混沌检测仿真。结果表明,当r=0.8264V,w=1rad/s时将白噪声和微弱正弦信号同时加入后,此时,混沌状态、大尺度周期状态的相平面运行轨迹依然在进行有规律的运行,可以清晰的观察出需要检测的微弱信号。在强噪声存在于系统中时,该方法明显克服了噪声对信号稳定性的干扰,能精确有效检测微弱信号。系统在应对不同工作环境、仪器设备老化等情况时,提高了检测效率,保证系统的稳定运行。     

经络电信号的测量与分析

本文给出了一种经络穴位信号的采集与处理系统的设计。该系统以AD620、OP07等器件做为放大电路核心元件,针对经络穴位信号的特点,对由电极采集到的经络穴位信号,通过前置放大,将微弱的经穴信号高保真放大,并通过各种滤波电路滤除干扰,再经过采样变成数字信号在计算机中用MATLAB进行分析和处理。实验表明:该测量系统可明显检测到经络的良导性,该测量系统为经络信息的进一步研究打下良好的基础。     

基于双稳随机共振的多频弱信号检测

针对利用非线性双稳系统随机共振逐一检测多个频率弱信号存在效率低、无法满足信号实时处理要求的问题,研究了基于随机共振的多频弱信号同时检测方法。首先建立了同时检测多频弱信号的仿真模型,通过调节双稳态随机共振系统参数、噪声强度,将在单个低频弱信号上产生的随机共振效应扩展到多个低频弱信号上,实现了多个低频弱信号的同时检测,分析了检测结果所呈现出的特点、原因。进一步研究了多频弱信号同时检测时不同频率信号之间的最小频带间隔问题。采用参数补偿的方法将其扩展应用到高频弱信号的检测中,实现了多个高频弱信号的检测。仿真结果表明该方法是可行的,能有效提高信号检测的速度及效率。     

基于特征向量盲分离的多频微弱信号检测方法

研究了低信噪比条件下混合信号的盲分离,针对实际探测的微弱信号常常是多个频率微弱信号共存的情形, 进行了利用特征向量盲分离检测多个频率周期性微弱信号的研究, 以便把利用特征向量盲分离的微弱信号检测应用于信号处理中微弱信号的提取.该方法首先建立混合信号阵元接收模型,利用多路传感器信号盲分离提取有用信号,达到微弱信号检测的目的.仿真和实测数据试验结果表明,此方法可检测出湮没在强噪声环境中的微弱信号的幅度和频率,在-30dB极低信噪比下恢复出了多个弱信号,具有很高的可靠性.