基于数字信道化的极微弱信号载波频率引导模块设计与实现

针对深空探测中常规点数的FFT无法对极微弱信号进行精确的频率引导,而超长点数的FFT无法用现有器件实现,提出一种基于数字信道化的并行FFT频率引导方法。接收信号先经过数字信道化处理,均匀划分为若干窄带信号,然后分别对各子带信号进行FFT运算,最后通过对各子带有效谱线的联合检测完成载波频率的精确估计。在等效219点FFT的频率引导模块FPGA实现中,通过FFT模块的复用节约了硬件资源开销。测试结果表明:在8MHz采样率下该模块的测频精度小于10Hz。

基于AD7705的高精度极微弱信号A/D转换的电路的设计

在智能仪器仪表设计中,微弱信号转换精度、稳定度的高低直接影响着仪器的性能.为了对极微弱信号进行高精度模数转换,本文设计了以传感器为信号源,仪表放大、低通滤波,运算放大和AD7705芯片为主要结构的转换电路.该电路能够完成对传感器产生的极微弱低频信号进行放大、去噪和模数转换,实验证明本文设计的电路能够有效转换极微弱电信号,为极微弱信号传感器在智能设备中的具体应用提供了合理的解决方案.

基于反相双峰指数模型的微弱瞬态极低频信号的估计与检测

在铁磁管道环境下,同频窄带噪声中的微弱瞬态极低频信号的估计与检测问题是管道机器人跟踪定位中最为重要的科学问题之一。为实现窄带噪声中的微弱瞬态信号的有效检测,分析了接收线圈在不同空间姿态下的信号特点,针对信号与窄带噪声相位上的区别以及信号包络的形态,建立了相位反相的双峰指数函数数学模型;应用非线性最小二乘估计,实现了该数学模型和真实信号之间的拟合;通过仿真和实验验证了该数学模型与真实信号的高度匹配性,并应用蒙特卡洛仿真分析了该模型参数估计的性能;使用所建立的数学模型,构建了平均功率检测器和瞬时最大功率检测器,通过分析比较极低频发射机在不同移动速度和接收信噪比条件下的检测性能,得出了两种检测器的特点和适用范围,并指出在现有工程背景下平均功率检测器的优势。实验证明,相位反相信息对同频窄带噪声中的信号检测非常重要,平均功率检测器在低信噪比条件下的检测性能良好。在信噪比为0.05 d B、虚警概率设为1%时,该检测器的检测概率达98.8%。

极微弱准直流电流信号测量电路的设计

针对极微弱准直流电流信号检测中的噪声和零点漂移问题,采用理论分析和数值计算的方法设计了一款检测电路,包括前置放大器、主放大器和滤波电路。试验表明,该电路具有较低的噪声、较高的灵敏度、较宽的量程和较低的零点漂移量,能够满足实际测量要求。实验结果与理论分析和数值模拟相吻合,可以为极微弱直流电流信号测量技术领域的研究工作提供参考。