基于FPGA声学多普勒流速剖面仪的信号处理机设计

针对声学多普勒流速剖面仪的高速信号采集和处理对运算实时性与易升级的需求,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的软硬件协同设计方法。阐述声学多普勒剖面仪的测流原理,选择FPGA作为单一的信号处理器,使用Verilog HDL语言描述易于用硬件实现的模块,如同步采集、低通滤波及复数相关运算等计算量大的模块。采用FPGA内部的MicroBlaze软核作为系统的中央处理器,进行流程控制、分支判断以及调用硬件模块来控制系统回波信号的采集、处理和存储。实验结果表明,FPGA信号处理的实时性满足系统要求,且具有较高的精确性。     

超声回波信号特征提取器的设计

本文提出一种结合模拟电路和CPLD器件对超声回波信号特征提取的方法,提取的特征量包括8寸间、能量和幅值信号。通过对超声回波信号特征的分析,该方法利用微分器、积分器、延时电路、波门电路、计数器以及峰值保持模块,直接对检波后的超声信号进行处理提取信号特征。最后对各个模块进行了模拟仿真,结果表明本文提出的电路设计可以实现对超声回波特征的提取,能够提高精度和检测效率,并为进一步自动检测开发提供了基础。     

基于K-SVD超声渡越时间获取方法研究

在超声回波检测信号中,反映污垢特征的冲击信号非常微弱,容易被噪声淹没。针对信号稀疏分解中常用匹配追踪分解不够准确的问题,提出基于K-SVD奇异值分解的超声渡越时间获取方法,利用K-SVD训练得到超声回波信号的过完备字典,结合正交匹配追踪进行局部搜索适配原子,以提高信号稀疏分解的速度和准确度。基于Comsol Multipysics仿真软件建立充液污垢管道三维有限元模型,研究了超声回波传播特性规律。将K-SVD算法应用于超声回波仿真信号和换热污垢管道回波检测信号的处理,并与原始小波训练字典进行对比。结果表明：改进的K-SVD字典学习算法能够在提高信号稀疏分解的同时,获得较好的降噪结果和污垢特征信息提取,对超声检测信号的处理具有实际意义。     

小波多分辨分析在超声回波信号去噪中的应用

在超声回波信号检测过程中，如何进行降噪处理一直是信号处理研究的焦点之一。该文应用具有优良的时频局部化能力的小波多分辨分析技术对回波信号作降噪处理，提取出材料缺陷处超声回波的主要特征信号。通过选取合适的分解和重构滤波器组，在有救提高信号的信噪比的同时也保持了良好的分辨率，从而实现缺陷识别和定位。在仿真实验中基于MATLAB环境对实际测量得到的超声回波信号进行噪声信号处理及特征提取，仿真结果证明了小波多分辨分析应用于超声回波信号降噪处理的有效性。     

雪深超声回波信号的自适应滤波建模方法

针对现阶段获取积雪数据准确度不高的问题,根据超声回波信号特征并结合建模方法和现代数字信号处理技术,提出一种积雪超声回波信号的自适应滤波建模方法,利用包络检波算法和曲线拟合对回波信号包络中的确定性信号进行拟合并结合自适应滤波算法,在误差信号的反馈下通过迭代使输入信号逼近参考信号,改变输入信号幅值和频率也可以稳定地收敛。通过这种方法可以合成积雪回波信号,准确描述雪盖的层理结构,有效地降低了噪声干扰,拟合匹配度得到提高。     

Zynq的高速声信号采集处理系统设计

针对实时声源定位、超声无损检测等需求,设计了基于Zynq的高速声场信号采集与处理系统.该系统以Zynq-7000系列SoC为主控芯片,首先以其PL(可编程逻辑)资源设计高速ADC采集接口、DMA存储和高阶自适应降噪模块;以其PS资源开发千兆以太网传输模块和外部控制模块.然后进行硬件设计,完成LVDS传输协议的四通道、5...     

超声回波信号的多阈值分段去噪方法研究

通过构建超声回波信号模型,将基于小波包阈值去噪应用在超声回波信号研究中。针对超声回波信号的非平稳性,提出一种多阈值分段去噪方法应用于超声回波信号的去噪研究中。仿真实验表明,采用的多阈值分段去噪克服了单阈值规则的局限性,能够较好地处理超声信号中的噪声分量。     

小波滤波在超声管外测压回波处理中的应用

超声测压过程中信号受到噪声的干扰,使得回波信号质量较差。为提取后续特征,需对回波信号进行处理。而小波具有"变焦距"特性,在时域和频域中具有良好的局部分析能力,适合于超声等非平稳信号处理。在超声反射回波的数学模型基础上,利用小波滤波方法对超声信号进行预处理,提取强噪声背景中的弱回波信号。仿真及实验表明,用小波滤波能够有效抑制噪声,提高信噪比,且该方法原理简单,易于实现,为进一步研究超声管外测压奠定了基础。     

基于DSP与FPGA的船用雷达信息采集卡的设计

采用DSP与FPGA相结合的方案,设计了一款雷达回波信号采集卡。此设备主要用于小型VTS系统、中小型船舶以及航海操纵模拟器中。DSP与FPGA相结合构成快速传输通道,为雷达回波采集处理提供有力保障。现场可编程门阵列(FPGA)灵活性强,内部逻辑功能可以根据需要在系统中配置,其作为DSP的辅助芯片为AD提供时钟,协同AD完成模拟信号的采集与传输,同时完成外部接口的逻辑转换,充分发挥它的灵活性优点。主控芯片DSP主要用于信息处理和整个硬件模块的控制。     

基于相参脉冲串的多普勒雷达回波仿真

雷达回波是一切雷达信号处理和系统性能评估的基础,由于目标处于复杂的环境背景之下,所以雷达接收机端除了接收到真实目标的有用回波外,还将混入环境杂波以及接收机内部的噪声信号。利用Simulink工具箱丰富的信号发生及处理模块,对包括目标回波、噪声以及环境杂波等信号的脉冲多普勒雷达回波进行了仿真。通过在相参脉冲串雷达信号中加入目标RCS幅度起伏和延迟信息以及多普勒信息,进行仿真了目标的回波信号。同时,在对分布函数分析的基础上,由Simu-link基本模块产生的均匀分布信号作相应变换与处理,分别得到满足各种分布的典型雷达噪声。并对环境杂波和各种回波信号进行仿真。仿真结果与理论分析相一致,证明对雷达回波的有效性为信号的处理和分析提供了保障。