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.      

从混沌噪声背景中提取周期性激励信号

周期性信号通过非线性系统后常会被转变成具有噪声特性的混沌信号,从频域上看原来的离散谱被扩展成了宽带的混沌频谱,因此从这种宽带的、类似噪声的混沌信号中提取出原来的周期激励有着重要的理论和实用意义.从非线性动力学系统的建模理论出发,采用一个简单的"多项式-简谐激励\\\"非自治系统方程,通过计算该方程在不同频率驱动下对原系统的逼近误差,可以获得驱动该非自治系统的信号的频谱,并最终达到提取激励信号的目的.     

基于多普勒效应的单声源速率测定算法研究

应用多普勒效应原理,实现了对固定频率、匀速运动的单声源的速率测定.利用MATLAB拟合了固定传感器接收到的该声源运动时的声音信号,用Hilbert变换得到了该信号的瞬时频率,并以离散时间域的多普勒效应为目标函数,采用非线性最小二乘拟合得到其速率.算法采用小波分析及经验模态分解(EMD)方法分别对原始声音信号和瞬时频率进行去噪.实验结果表明,该算法精度较高,是一种可行的方法.     

一种变步长锁频基带信号时钟提取方法

串行数字通信系统需要从一个串行数据流中抽取一个采样时钟,这个抽取通常由一个叫时钟及数据恢复单元的非线性电路实现,该电路负责跟踪信号中的低频相位变化．本文提出了一种从频率上跟踪、锁定基带信号发端时钟频率从而提取出基带信号时钟的方案,此方法比传统的锁相环提取时钟具有更好的性能．由于它适于采用硬件语言描述,因而可集成在各类数字芯片中．     

基于插值fast Fourier transform谐波分析的桥梁状态评估方法

桥梁的环境振动信号包含了各种环境噪声成分,如何从噪声影响中提取桥梁的真实自振频率,并进行桥梁状态评估是亟待解决的问题.本文对环境激励下的大跨桥梁响应信号进行了研究,根据环境激励在低频段近于平白噪声以及线性系统在环境激励下,各输出点测量信号之间相关函数与结构的脉冲响应函数具有相同的数学表达式——均是主频正弦函数的叠加这一特点,建立了插值fast Fourier transform(FFT)频谱校正技术分析各测点相关函数的方法.该方法能在白噪声背景下精确提取桥梁振动频率、幅度和相位等模态参数,简单实用,不仅能在线识别参数,而且对桥梁单点激励和多点同时激励均适用.将校正后的主频与三维有限元计算结果相对比,能对桥梁结构整体状态和工作性能进行评估.最后,一座实桥动力试验和计算结果证明了该方法的能有效用于运营条件下桥梁状态的评估.     

一种检测铁路2FSK信号频率的新方法

为实时高精度获取铁道二进制频移键控信号的上、下边频和基带低频信息,提出一种可兼容国产制式和法国UM71制式的频率检测新方法.该方法将自相关解调技术、FFT技术、能量重心频谱校正技术有机结合起来,算法简单且计算复杂度低,在FFT长度选为256时,频率测量结果即可符合技术要求,具有较高应用价值.     

基于单总线及磁调制传感技术的直流接地故障监测装置

直流系统接地故障的诊断技术随着新原理、新手段的出现而不断地有所发展,大体上可归纳为电桥法、低频信号注入法、直流信号注入法、直流漏电流检测法等几种.电桥法依据电桥平衡原理,结构简单,成本低廉,但功能单调,仅能对系统接地给予报警.低频信号注入法是将低频信号注入直流系统母线,通过检测各个支路的低频分量来判断是否该支路发生接地.为了排除分布电容的干扰,又发展出了变频探测法、载波相位法、复值小波变换等方法,但实际使用效果并不理想.直流信号注入法是向直流母线注入一个直流信号,再监测各支路的对地电流判断是否接地.无论是注入直流还是低频交流信号,为了提高检测的灵敏度,信号幅值都很大,对直流系统会造成一定的干扰,因此信号注入法并不受欢迎.直流漏电流检测法是直接将高灵敏度的直流传感器套在各支路上,检测漏电流,判断是否存在接地,由于该方法对直流系统无任何干扰,因此已经得到广泛应用.     

随频率变化二维集成电路互连电感电阻的快速计算

为了快速计算全频率范围内随频率变化的互连导体电感、电阻矩阵 ,提出一种二维电路模型法和边界元法结合的算法。该算法利用电路模型法得到低频下若干频率的电感、电阻值 ;利用边界元方法求解 L aplace方程计算出电容矩阵 ,求逆得到电流完全分布在导体表面时的高频电感矩阵 ;利用电阻矩阵与电感矩阵在高频情况下成立的 Wheeler公式 ,得到高频段的电阻矩阵。对上述低频和高频段的电感、电阻值 ,利用三次样条函数插值 ,得到整个频率范围的变化曲线。计算结果与已有文献的结果进行比较 ,表明该算法是准确的 ;该算法避免求解涡流边界耦合积分方程 ,与已有方法相比大大减少了计算量。该算法可应用于绝大多数大规模集成电路寄生参数提取计算     

结合数字滤波技术的随机共振弱信号检测

应用数值计算研究强噪声背景下弱信号的随机共振检测. 探讨了大频率条件下非线性双稳态系统随机共振的输出信号幅值、 信噪比与随机噪声的关系, 数值计算结果表明, 非线性双稳态系统对大频率噪声具有较大的压制特性, 通过随机共振系统可以检测强噪声背景下的大频率弱信号. 结合数字滤波技术提取了大频率弱信号, 并获得被检测大频率弱信号的特征频率谱线及时域图像.      

脉搏及心率监护系统设计

设计一款脉搏及心率信号检测装置,实现日常生活以及作业环境下对脉搏信号的动态实时采集.系统以ATMEGA32单片机为核心控制芯片,由压电式脉搏传感器提取脉搏信号,经由电路放大、陷波和滤波后将信号送入单片机.单片机对脉搏信号进行AD转换,计算出脉搏速率,同时得到一般情况下的心率.当脉搏信号采集出现超差时,系统启动报警.该监护系统无创、简单、操作方式容易,能实现在家庭中的日常健康监测和监护.     

一种基于定尺度小波变换的频率估计算法

通过改变尺度实现频率扫描是基于小波变换的频率估计算法的惯常做法。由于小波参数的确定缺乏具体明确的方法,这种做法在实际应用中很难达到其算法的理论最佳性能。针对这一问题,首先通过详细推导组合复Morlet小波变换与待分析信号傅里叶变换的关系,提出了一种基于定尺度小波变换的频率估计算法;然后讨论了控制频谱混叠、保证估计精度及分辨能力的参数设置问题,提出了一种简单易行的设置方法。仿真分析表明,该方法进行频率估计在混叠对抗及噪声抑制方面具有比FFT算法明显更优的性能,且适用于短数据信号。     

周期信号直接数字式合成中的波形设计与频谱分析

在利用直接数字式合成方法产生周期信号时,信号的频率分辨率和带宽直接受限于合成系统的工作频率和存储容量。分析了直接数字式信号合成系统的输出频谱与相应波形序列的离散傅里叶交换(DFT)之间的关系,在此基础上设计出3种波形序列,其中两种序列能够在不改变合成系统工作频率和存储容量并且不影响合成信号幅频包络的情况下提高其频率分辨率,可用于某些宽带高频率分辨率周期信号的直接数字式合成,另一种序列可用于在波形数据限定的情况下对合成信号的频谱按一定规律进行调整。图1,参8。     

从实测振动信号中精确计算叶轮机械主轴转速的方法

根据某大型叶轮机械在线监测诊断系统的具体情况，综合应用频谱分析、带通滤波等方法，从实测振动信号中精确计算了主轴转速的大小，做到高速、低速及为速过程中的计算精度均高于95％，详细给出了巴特沃斯最平带通滤波器的编程算法。     

基于非线性耦合双稳系统的微弱信号检测研究

针对系统输入信号为低频、高频情形,以非线性耦合双稳系统为随机共振模型,分别建立自适应随机共振检测算法。选取平均信噪比增益作为衡量随机共振性能指标,设置系统参数,固定步长,自适应调节耦合系数,计算最优耦合系数。本文将非线性耦合双稳系统首次应用于多频微弱信号检测。与传统的检测方法相比,非线性耦合双稳系统能更加灵活地检测微弱信号。数值仿真结果与理论分析完全符合,为非线性耦合双稳系统在实际工程中的应用提供了参考价值。     

Performance evaluation of the fixed relay in OFDMA systems

Performance of fixed relays in orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, especially the coverage and capacity performance at the cell edge, is evaluated in this paper.Two methods, theoretical analysis and calculation and Monte Carlo simulation, are used for the evaluations.By theoretical analysis and calculation, frequency efficiency equation of a relay is introduced and numerical results are calculated.Monte Carlo simulation results also verify that the calculation method is reasonable.The evaluation shows that a relay can increase system performance to a certain level if it is designed appropriately, otherwise it will be harmful for the system performance, even to reduce it.     

电力系统基波频率的高精度测量新方法

针对电力系统基波频率测量的现状,提出一种高精度的频率测量新方法.该方法通过计算待测电信号的相关系数自适应地确定傅立叶变换的窗长,从而实现无频谱泄漏的自适应窗长傅立叶变换,即实现电力系统基频的高精度测量.针对有谐波、间谐波、噪声等复杂背景下的基频检测进行仿真分析,仿真结果表明:该方法检测精度高,抗噪声能力强,且计算量小,易于工程实现.     

基于系统开环频率特性的调节器参数的解析整定法

本文提出一种以系统开环频率特性为基础的调节器参数的解析整定法。这种方法的基本思想是:把系统固有部分的频率特性和欲采用的调节器的频率特性,用一些方程组与频域指标联系在一起。解这些方程组,就可以确定和验证调节器的参数。这种方法较之以前所用方法的优点是:目标明确,计算简单,准确度高,避免了作图等。验证和仿真结果都表明,这种方法是可行和有效的。     

基于非线性系统随机共振的多频弱信号检测

针对实际探测的弱信号常常是多个频率弱信号共存的的情形,进行了利用随机共振检测多频周期性弱信号的研究,以便把利用随机共振的弱信号检测应用于信息处理中微弱信息识别与提取。数值计算结果表明,在适当调节系统参数的情况下,强同频噪声下的多频周期性弱信号经过非线性双稳态系统后,相差不超过一个数量级的几个低于0.5Hz的不同频率的弱信号都可以同时发生随机共振而被检测出来,其信噪比改善十分明显,可以提高30dB以上。该方法在信息识别与信息处理方面具有潜在的应用价值。     

水轮发电机组频率测量系统

介绍了以ＡＴ８９Ｃ２０５１单片机为核心的水轮发电机组频率测量系统。该系统采用全浮空双端光电隔离技术, 以及对输入信号正负半周期交替计数方法, 使系统可靠性、信号反应灵敏度大为提高, 并且具有电路简单、通用性强等优点。特别适合于在频率电压变换器、转速继电器以及电气液压型调速器的测频回路中推广应用。