远程光纤水听器系统中传输光纤引入噪声的抑制

远程传输光纤受环境的影响会在水听器系统中引入噪声,利用迈克耳孙光纤干涉仪模拟光纤水听器,搭建了远程光纤水听器系统,采用参考干涉仪法解调对传输光纤引入的噪声进行抑制。实验结果表明,与常用的相位产生载波技术(PGC)解调相比,参考干涉仪法解调在不影响传感水听器对声信号检测能力的情况下,对传输光纤引入的扰动噪声能进行良好的抑制,频率为500 Hz噪声的抑制量可达到约25 d B,同时该方法使传感水听器系统中100 Hz位置的本底噪声也降低了17 d B。     

带有噪声相关性的自适应噪声抵消系统仿真研究

本文为了在语音信号处理中能消除含噪语音信号中的背景噪音,采用自适应信号处理的理论和技术来达到提高语音信号质量的目的。通过介绍自适应滤波器原理,在对自适应滤波器相关理论研究的基础上,研究了LMS自适应滤波算法,并对LMS自适应算法进行了分析。同时为了使输入的参考信号与噪声相关,加入分离周期信号与带有窄带干扰抑制的宽带信号。通过分析仿真结果表明基于LMS算法的自适应噪声抵消技术可以有效地抵消正弦干扰信号,同时加入宽带信号中的周期性噪声,在没有另外的与噪声相关的参考信号的情况下,可以使用自适应噪声抵消系统来消除这种同期性干扰噪声。     

基于MATLAB的自适应噪声抵消器的设计与实现

阐述了自适应噪声抵消（ANC）技术的基本原理,基于自适应滤波器的原理,设计了自适应噪声抵消器;在对自适应滤波器相关理论研究的基础上,重点研究了自适应噪声抵消器的核心——LMS自适应滤波算法。在MATLAB中的Simulink下,建立了自适应噪声抵消器的模型,并通过设置不同的参数进行仿真,结果表明系统能够有效地从噪声中恢复出原始信号。最后对系统进行了性能分析,给出了自适应噪声抵消系统在实际应用中选取参考信号的要求。     

自适应抵消技术在随钻测井信号处理中的应用

随钻测井中,井场上的机电干扰和工业干扰对信号有明显的影响,为此提出了利用自适应噪声干扰抵消技术滤除噪声,提高信噪比。自适应噪声抵消器是自适应滤波的一种重要应用,它利用对消的方法抑制干扰,而把被污染的信号提取出来,因此可以将一路以有用信号为主同时含有部分噪声干扰和另一路主要是噪声信号的两路信号分别作为自适应噪声干扰抵消器的原始输入和参考输入进行自适应滤波。实验结果表明,自适应噪声抵消器能够有效滤除井场噪声,提高信号的信噪比。     

干涉型光纤传感器相位漂移的无源解决方法

相位漂移是干涉型光纤传感器实际应用中遇到的关键问题之一。提出了一种基于线性控制原理的无源解决方法,利用干涉仪的输出信号得到一个误差信号对光源波长进行调节,在非平衡干涉仪中产生一个补偿相位,对各种噪声引起的相位漂移进行补偿,从而使干涉仪一直工作在最灵敏的地方,实现了无源线性检测。搭建实验系统,利用该方法对某一干涉型光纤水听器进行了测试,结果表明该光纤水听器被很好地控制在正交工作状态,获得了稳定的输出信号。在20~2500 Hz频率范围内,该光纤水听器的声压灵敏度为-156.5 dB(0 dB=1 rad/μPa),频响波动<±1.2 dB,与采用相位载波(PGC)调制解调方法测得的结果一致,从而验证了该方法的可行性。     

声纳浮标对空中声源干扰的抑制方法研究

声纳浮标的空中布放平台具有与水下目标相近的噪声特性。应用自适应信号处理技术对空中直升机噪声干扰抑制问题进行了研究。分别以直升机空中噪声和组合振速为参考信号,选择基于最小均方误差（LMS）准则进行自适应干扰抵消。仿真分析表明以组合振速为参考信号可以有效抑制高速运动直升机的噪声。     

建筑施工有源振动噪声主动抑制系统设计

针对绿色建筑施工过程中的有源噪声问题,设计一种新的建筑施工有源振动噪声主动抑制系统,抑制建筑施工产生的高分贝噪声,避免影响当地居民生活、损害施工场地管理人员的听力。该系统通过传声器MIC1和MIC2采集建筑施工有源振动噪声信号后,采用LMS自适应滤波算法,去除噪声信号中干扰因子并通过数控放大器放大,将放大后的噪声信号传输至信号处理器中,先采用基于梯度下降的次级通道在线建模有源噪声控制方案,准确计算次级通道传递函数,再设定抑制噪声指令,叠加噪声控制信号与噪声信号,实现有源振动抑噪。经验证,某建筑施工场地降噪前噪声最大分贝高达79 dB,使用该系统后,噪声分贝数值降低到27～32 dB之间。实验不仅验证了该系统的有效性,还验证了系统具有较高的降噪量与降噪速度优势。     

基于3×3耦合器的光纤水听器时分复用系统的光强补偿方法

提出一种在光纤水听器时分复用系统中以3×3耦合器作为匹配干涉仪的光强补偿方案,光纤水听器仍为2×2耦合器结构。该方案以时分复用中的非干涉脉冲作参考光强,通过对3×3耦合器两路输出进行简单数学运算并结合数字反正切技术实现信号解调,光强波动和耦合器分光比变化导致的信号畸变得到有效抑制。算法不需要载波调制,可实现光纤水听器近似等臂干涉,有利于降低系统相位噪声。算法的运算量小且适用于一般的非对称3×3耦合器,解调动态范围大。利用该方案实现了8路光纤水听器时分复用实验系统,在光功率变化约10%时,光强补偿方法可将总谐波失真平均值降低30dB,系统噪声本底在信号频率为1kHz时小于30μrad/Hz1/2。     

基于对称相关函数法的谐波信号重构

本提出了一种新的噪声抵消方法--对称相关函数法.对它进行了定义,并研究了其性质,且从理论上分析了它抵消平稳随机过程中与信号不相关的加性随机噪声的机理.在此基础上,重构了谐波信号的幅值、相位及频率.计算机仿真结果表明这一方法较为有效在信噪比不小于-14dB时,各参数的相对误差均在5%以内;在-20dB时,频率的最大绝对误差仅为0.0625Hz.     

一种新的自适应语音增强系统

针对自适应噪声对消(ANC)语音增强系统的性能高度依赖于参考信号的质量，任何原始语音信号泄漏到参考信号中，都会导致原始语音信号失真和噪声抵消性能恶化这一问题，本文提出一种对泄漏不敏感的附加随机噪声(ARN)自适应噪声对消语音增强系统。它通过在参考信号中加入一个低功率的宽带随机训练信号，然后用该训练信号作参考信号对噪声传输函数(NTF)进行自适应建模，并在使用自适应预测滤波器(APF)消除NTF自适应建模的语音信号干扰的同时，用补偿滤波器(CPF)来修正由APF引起的参考信号失真。计算机仿真表明，这种ARNANC语音增强系统在泄漏情况下能将原始语音信号从带噪语音信号中有效分离出来。     

微弱光纤声发射信号检测电路建模与仿真

采用双波长稳定技术可克服光纤声发射传感器正交工作点偏移产生的信号衰减与失真,但会造成输出光微弱而难以检测。针对该问题,给出一种光纤声发射信号检测电路设计方案,建立了光电管、前置运放、电流转换的子模型及系统模型,分析了系统噪声特性与稳定性,并采用通用电路模拟软件PSPICE进行仿真验证,仿真实验结果表明,采用该设计方案能有效展宽频带和提高信噪比,可用于频带宽度为318 kHz与幅值低达1 nA的光电流检测。     

高分辨率光纤位移传感器

介绍了一种新型的光纤位移传感器，它基于全光纤法布里－珀罗干涉仪原理，采用了光反馈技术和共模抑制技术，有效地消除了环境的影响，趴有很高的测量稳定性，其分辨率高在１０＾－１０ｍ，可用二系统的状态监控和故障诊断及精密测量。     

拉曼散射分布式光纤温度传感器的设计

文章论述了基于反斯托克斯／斯托克斯比值的分布式光纤温度传感器系统，对其信号处理技术进行了全面而深入的研究。采用光时域后向散射技术来获取温度信息，并用时域信号数字积累平均方法来提高系统的信噪比，据此建立了分布式温度传感器。     

光纤陀螺中的关键技术分析

光纤陀螺作为一种新型的陀螺,正逐渐成为捷联惯导系统中最重要的传感器件.简要论述了光纤陀螺的基本原理和工作过程,并对光纤熔接技术、光纤绕制技术、误差检测和补偿技术、系统动态误差补偿技术、光源以及噪声抑制技术、集成光学芯片技术、数字信号处理电路等关键技术作了详细分析.     

移动通信系统中光纤直放站的设计

移动通信系统引入光纤直放站后使基站接收端的噪声发生变化,通过对光纤直放站之间的传输距离分析以及引入光纤直放站后基站接收端的噪声变化分析发现,噪声增量主要由直放站增益和基站发射机至直放站的路径损耗决定,并进一步推导出光纤直放站的上行增益应比路径损耗小8 dB,而其下行增益的设计应充分考虑到系统上下行的平衡。最后,设计了系统噪声系数为3 dB,上行增益为30 dB,下行输出功率设为36 dBm的光纤直放站。实际投放后发现,网络盲区的比例减小到3.18%,说明该直放站的效果相当显著,并且性能稳定,与原基站兼容性好。     

光子晶体光纤陀螺热相位噪声研究

光子晶体光纤陀螺使用光子晶体光纤替代普通光纤绕制光纤环,是光纤陀螺的发展方向。光纤种类不同,其热相位噪声特性与传统陀螺存在差异。对光子晶体光纤陀螺光纤热相位噪声展开研究,利用有限元方法建立光纤模型及噪声模型,并搭建光源强度噪声抑制光路对热相位噪声进行测量,通过实验结果与仿真的对比,验证了模型的正确性。     

光纤法-珀非扫描式相关解调系统分析

为了提高解调精度,时间一致性和稳定性及降低仪器成本。利用非扫描式相关解调原理,设计了光纤法珀解调系统并进行了实验研究。建立光纤法珀解调系统的光学模型,进行了光学特性分析和参数优化;设计了光学系统和硬件解调系统。同时由于系统中存在大量背景光谱噪声、线性光分布不均匀及光纤端面的反射,导致不能准确检测出相关信号的极大值,为此提出了一种信号修正算法,能有效滤除噪声,提高了仪器的解调精度。实验结果表明:测量范围为10-40μm,分辨率为8nm,稳定性达到了7nm。该仪器能实现对传感器腔长的实时测量,且测量精度高、稳定性和一致性好。     

基于经验模态分解的光纤陀螺1/fγ类型分形噪声滤除方法

提出了一种可有效滤除输出信号中干扰信号的新的光纤陀螺信号降噪方法.中高精度光纤陀螺的随机噪声中包含了白噪声和具有长程相关性、自相似性及1/fγ型谱密度特点的一种非平稳随机噪声--1/fγ型分形噪声.利用传统的滤波方法无法有效去除该类分形噪声,而新方法以经验模态分解(EMD)和阈值降噪方法为核心,结合提升小波理论对光纤陀螺的输出信号进行软阈值滤波,进而提高光纤陀螺的精度.利用这种新方法对多组实测数据进行滤波仿真实验,结果中仅偏置稳定性一项性能指标就已表明,使用新滤波方法滤波后数据精度可提高一个数量级,而相较传统的小波滤波方法可提高2.5倍,故此验证了新方法的有效性.     

光纤传感器在混凝土结构内应力检测中的应用

由于光纤传感器体积小，集传感与传输于一体，无电磁干扰等一系列优点，在机敏复合材料中得到广泛应用。文章提出将光纤传感器埋入混凝土结构中，实时、在线监测混凝土结构内部应力状态的变化，即一种机敏建筑结构雏型。讨论了混凝土结构中埋入光纤传感器的埋入方式，受压、受弯引起的光强输出变化与混凝土结构内部状态的关系，并对埋入光纤传感器的混凝土构件三点弯曲梁、圆柱构件进行了实验研究。实验结果表明，光纤传感器的输出变化能反映混凝土构件内部应力变化情况及裂缝的发生、发展等情况     

FMCW反射计检测距离影响因素分析

频率调制连续波（FMCW）反射计以其高动态范围和窄的空间分辨率优势,在光网络检测、集成光路诊断和光纤传感等领域有着广泛的应用前景。在介绍FMCW反射计基本原理的基础上,分析了光源扫描重复频率、光源功率与FMCW反射计检测距离之间的关系,并探讨了光源相干长度和相位噪声对检测距离的影响。理论分析表明,当待测光纤的长度接近光源的相干长度时,中频信号和相位噪声之间的信噪比会急剧下降,所以FMCW反射计要使用高相干性的光源和一定的相位噪声补偿方法才能应用于长距离的光纤检测。