低频微弱信号高精度检测研究

复杂环境下高精度检测低频微弱信号非常重要,本文针对目前低频微弱信号检测系统精度低、检测方法繁琐、仪器价格昂贵等问题,设计了一种用于500 Hz以下、幅值为0.01 nA或者mV级低频微弱信号高精度检测系统.对实际环境中低频微弱信号测量的噪声源及抗干扰措施进行了理论分析;其根据低频微弱信号特点和抗干扰措施设计了一种低频微弱信号高精度检测系统;最后,通过调试实验和人体脉搏信号测试验证了检测系统的性能.测试结果表明,该检测系统能够实现500 Hz以下、幅值为0.01 nA或者mV级的低频微弱信号检测,检测误差低于0.5%;人体脉搏信号检测输出信噪比为（60±2） dB,均方根误差小于5×10-4,信号细节特征信息完整.由此得出,该检测系统具有精度高、抗干扰性强、稳定性好、实用性强、操作简单、价格低廉等特点.      

鱼声信号检测系统的设计与实现

以鱼声信号的检测为研究对象,设计了一种基于LabVIEW的鱼声信号检测系统。该系统利用高精度数据采集卡NI-PCI-4461对水声传感器进行数据采集,并利用LabVIEW编程实现数据采集、处理、显示和保存。实验结果表明,基于LabVIEW的鱼声信号检测系统为水中生物的声音检测提供了一种简洁有效的途径。     

电磁层析成像系统信号检测与处理的优化设计

电磁层析成像（EMT）系统在多个投影方向下各检测线圈的检测信号包含实部和虚部两种信息,为了进行准确、快速解调,提出了一种基于相位反馈搜索的正交信号解调方法,实现检测信号的实时解调,同时又提出了一种软件量发化修正方法,修正了检测线圈特性的不对称,并采取了动态信号调理的方法,提高了检测系统的信噪比。     

基于氧敏感膜的海水溶解氧测定技术研究

提出了一种利用荧光猝灭原理测定海水溶解氧的方法,分别从光电检测电路、LED驱动电路、光电二极管电路、温度检测电路、信号产生采集处理控制电路等方面详细介绍了基于氧敏感膜的海水荧光信号检测系统设计方案,通过实验测试了荧光信号检测系统对荧光相位滞后检测能力、系统的整体稳定性和系统测试数据的准确度。准确度测试中溶解氧测试数据点饱和度从100.00%减小到11.56%,氧敏感膜荧光信号检测系统所测数据与碘量法误差最大为5.15 μmol/L,两种方法变化趋势相同。此系统可以作为一种海水溶解氧测量仪器,具有良好的应用价值。     

基于Σ-Δ和虚拟仪器技术的微弱信号高精度检测

简述了精确紫外辐射定标中微弱信号检测系统的设计,介绍了影响系统稳定性的因素及其解决方法,着重讨论了微弱信号检测系统中硬件的实现.采用Σ-Δ技术和虚拟仪器技术[1],为解决紫外辐射定标中微弱信号的检测提供了一种有效的方法.     

待测信号线性驱动Duffing振子弱信号检测系统

针对周期驱动的Duffing振子微弱信号检测系统存在临界阈值影响信号检测精度和对待检测信号频率分辨率不高的问题,提出一种以待检测信号为驱动力的Duffing振子线性驱动弱信号检测系统。该系统以待测信号作为系统线性驱动信号,利用系统线性驱动参数的微小变化会导致系统输出状态发生改变的特性,对淹没在背景噪声中的弱信号进行检测。同时,通过计算系统的梅尔尼科夫函数和最大李氏指数,并结合系统相轨迹状态的变化,对该系统检测信号的可行性进行分析。研究结果表明:该检测系统大大提高了对微弱信号频率的分辨能力;检测精度可达10~(-4),即谐波信号频率与驱动力频率之间的相对偏差|ω-ω_1|/ω达10~(-4)时依然可以检测;增强系统对噪声有免疫能力,同时可消除临界阈值对系统检测精度的影响,提高系统检测效率。     

坐立两便式心冲击信号检测系统设计与实现

设计并实现了一种坐立两便式心冲击(BCG)信号检测系统.该系统采用高精度A/D转换芯片TM7708、程控比例放大和数字滤波技术实现了BCG信号检测.采用小波分析技术对信号进行消噪处理,以提取特征波形,并通过VB软件编程实现心率自动检测.采集30例心冲击信号,与同步采集的单通道心电信号进行对比.结果表明,两种信号的节律一致,心率检测准确率达98.2%,验证了系统的正确性.该系统便携式的设计方便受试者随时对心脏机械活动进行监测,也为后续心脏和呼吸信号提取和分析提供了可靠依据.     

基于嵌入式的低频微弱信号检测系统研究

对嵌入式系统进行微弱信号检测具有重要的应用价值。利用传统算法进行嵌入式系统的低频微弱信号检测过程中,受到的局限性较大,造成嵌入式系统的检测准确率较低。为此,提出一种基于小波神经网络算法的低频微弱信号检测方法。建立小波神经网络信号检测模型,通过神经网络优化处理得到被背景噪音所覆盖的有用信号的小波转化系数,根据小波转化系数建立矩阵,从而获取任意信号的初始数据信息。实验结果表明,利用改进算法进行嵌入式系统的低频微弱信号检测,能够极大提高低频微弱信号检测的准确率,取得了令人满意的效果。     

基于对数放大器的微弱信号检测系统

为解决微弱光信号检测中信号动态范围宽及噪声干扰等问题,设计一种由对称晶体管等分立元件组成的对数放大器.用方波信号对该对数放大器的输入、输出及频率特性进行分析,结果表明在输入信号频率低于13 Hz时,放大器有很好的放大特性,输入信号动态范围达60 dB,小信号增益最高可达到90 dB.使用该对数放大器设计了微弱光信号检测系统,针对检测系统存在的误差问题,基于电路放大关系编写算法,该算法能有效减小系统的输出误差.实验结果表明该系统能有效检测微弱信号.     

基于干扰子空间估计的跳频多址信号检测

针对跳频多址系统中多用户信号的检测问题,提出了一种基于信号子空间估计的盲多用户检测算法．     

核四极矩共振炸药探测原理与试验

为了解决探雷虚警率，实现探雷的有效性，介绍了核四极矩共振（Nuclear quadrupole resonance简称NQR）基本原理及其用于炸药探测的依据；分析了黑索金（RDX）、梯恩梯（TNT）分子中氮原子（N^14）的共振频率及其探测原理；介绍了一种可行的炸药探测研究试验系统，重点研究分析了黑索金（RDX）自由感应衰减（FID）信号、FFT变换、频率响应以及不同质量的RDX对探测信号的影响。实现了RDX的有效探测。     

基于离散小波变换的超宽带信号检测

在超宽带通信系统中,满足FCC频谱功率限制的信号的功率谱密度极低,类似白噪声,这对非合作侦收方而言,加大了其对信号的检测难度.针对这一问题,本文提出一种基于离散小波变换的检测方法.首先对仿真出来的OFDM-UWB信号在噪声干扰条件下进行小波变换与傅里叶变换,然后在不同的信噪比条件下对信号的两种变换进行对比仿真.仿真结果...     

移频信号解调算法研究与DSP实现

随着我国高速铁路的快速发展,快速准确的检测列车自动控制系统中轨道电路移频信号参数成为了列车安全运行的重要保证.针对现有轨道电路移频信号检测算法在检测精度和检测时间上的局限,以及传统测试仪在智能化上的不足,对移频信号的频谱特点进行了分析研究,基于频谱特点利用欠采样技术和汉宁窗频谱重心校正算法对移频信号参数进行了解算,并基于DSP搭建了实验平台对算法进行了移植和实测验证.实验结果表明,该算法能够快速准确地自动检测出移频信号的各项主要参数.     

Lyapunov特性指数用于混沌判据

针对系统动力学行为相变量上的判别依据问题,将Lyapunov特性指数作为混沌判据,引入微弱信号混沌检测领域.详细阐述了用于微弱谐波信号混沌检测系统的Lyapunov特性指数的计算方法,给出了Lyapunov特性指数与待测微弱谐波信号幅值间的关系曲线以及系统相变前后的Lyapunov特性指数的时间演化曲线.仿真实验证明了该算法的有效性,与Melnikov方法相比,以Lyapunov特性指数作为混沌判据具有计算简单、判别准确的优点.     

双音多频信号检测在DSP中的实现

双音多频DTMF信号是音频电话中的拨号信号,将DTMF信号的检测集成到含有数字信号处理器(DSP)的系统中,是一项较有价值的研究课题.笔者设计出TI公司浮点DSP芯片C6711中的实现方案,通过20个并行的哥兹柔信号滤波器能成功地使双音多频信号的检测变得迅速和简单,采用谐音检测可以显著地提高检测系统的准确性.     

CDMA系统中多用户检测算法的研究

在DS-CDMA系统中,多用户检测技术是抗多址干扰和“远近效应”的有效方法,因此也成为了第三代移动通信的关键技术之一。文中通过仿真比较分析了传统检测器、最优检测器、解相关检测器、MMSE检测器、串行干扰抵消检测器、并行干扰抵消检测器和解相关判决反馈检测器等经典多用户检测器的误码率、渐近多用户有效性和抗远近能力,并从计算复杂度和所需的假定知识两个方面讨论了这些检测器的实现复杂度。     

正交式数字相敏检波在PED 接收系统中的应用

鉴于井下复杂噪声对信号检测的不利影响, 针对以无线应急通信系统PED(Personal Emergency Device)为代表的井上井下超低频通信接收设备, 提出一种不需要外接同频参考信号的数字相敏检波优化算法, 并在PED模拟实验系统中, 验证了接收部分应用数字相敏检波算法的效果。数字相敏检波通过对待测信号进行若干周
期采样, 并将采样值与存储于数组中相应参考值进行乘累加并取平均, 求其同相分量与正交分量的方式, 完成对信号幅值的计算。实验数据表明, 当假定PED 井下接收机的辨别能力是信号的相关性大于0. 6 时, 系统能接收的最小信噪比为-58 dB, 在一定程度上提高了接收有用信号的准确度, 有利于仪器小型化、便捷化的实现。     

基于STM32RBT6的便携式甲烷浓度检测仪

为实现对甲烷气体浓度的便携式快速检测, 设计一种基于STM32RBT6处理器的甲烷浓度便携式快速检测系统。该系统包含接触燃烧式甲烷气体传感器、 以集成运算放大器和数字电位器为核心的信号调整电路、 片上集成高精度数模转换电路、 铁电存储器、 集成USB（Universal Serial Bus）接口和液晶人机交互接口等。详细阐述了该系统的硬件设计和软件实现。系统的数据采集速率达到12 Mbit/s,与同类设计相比有显著提高, 通过基于VC++6.0的上位机软件绘制甲烷浓度变化曲线, 整个系统使用方便简洁。在实验室条件下进行实际测试, 配合上位机软件给出了实验结果。最终基于STM32的便携式甲烷浓度检测仪实现了对环境中甲烷气体浓度快速检测、 提升了检测系统给的性能。     

MIMO-OFDM系统信号检测和信道估计算法

文章针对MIMO-OFDM系统提出了一种局域化的最大似然信号检测算法,通过调整每个发送天线信号集中的搜索点邻域大小,在计算复杂度与系统性能之间折衷。仿真结果表明,该信号检测算法显著降低了计算复杂度;同时提出了一种基于导频训练序列的信道估计算法,采用该算法得到的信道估计均方误差结果接近理论极限值,系统误码率非常接近已知信道频响情况的性能。     

V-BLAST OFDM系统的信道估计方法

下一代宽带无线通信系统的核心技术MIMO-OFDM(Multiple-Input Multiple-Output Orthogonal Frequency Division Multiplexing)能显著提高系统的容量,但要获得该技术所带来的性能优势,快速、准确的信道估计是关键。为降低V-BLAST OFDM(Vertical-Bell Laboratory Layered Space-Time Orthogonal Frequency Division Multi-plexing)系统中信道估计的运算复杂度和提高估计精度,提出了一种基于CAZAC(Constant Amplitude ZeroAuto Correlation)序列的信道估计方法。该方法避免了矩阵求逆运算,利用该序列良好的自相关性,通过相关运算可消除多发送天线信号间及多径信号间的相互干扰,并且明显抑制了噪声对估计性能的影响,使信道估计的性能得以显著提高。理论分析和计算机仿真结果表明,该方法无需多径时延估计,较已知功率时延谱与未知功率时延谱的传统信道估计算法,可分别获得约1 dB和2 dB的性能增益。