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基于小波熵的微弱信号检测方法研究 被引量:55
1
作者 张荣标 胡海燕 冯友兵 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2078-2084,共7页
在科学技术研究领域中,经常会遇到非平稳、低能量、瞬时变化的微弱信号检测问题,然而,微弱的有用信号往往被环境噪声所湮没,最大程度地提取有用信息一直是弱信号检测中的一个难题。尤其对短时低能量的瞬变信号,采用传统信号处理方法提... 在科学技术研究领域中,经常会遇到非平稳、低能量、瞬时变化的微弱信号检测问题,然而,微弱的有用信号往往被环境噪声所湮没,最大程度地提取有用信息一直是弱信号检测中的一个难题。尤其对短时低能量的瞬变信号,采用传统信号处理方法提取其位置信息难以奏效。小波分析的方法为弱信号检测技术开辟了一条新途径,但小波变换对弱信号进行特征提取的关键在于确定小波系数的阈值。为此,在软阈值基础上引入反映信号能量分布特性的小波熵概念,利用信号在不同分解尺度上具有不同的小波熵,能够自适应地确定高频系数分量的阈值。仿真分析表明,基于小波熵分析的方法能够在强噪声环境中对微弱信号准确定位,实现低能量的瞬变信号有效提取。 展开更多
关键词 小波熵 微弱信号 检测 阈值
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微弱振动信号的谐波小波频域提取 被引量:41
2
作者 李舜酩 许庆余 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期51-55,共5页
为解决设备故障检测和故障预报中某些微弱振动信号难以提取出来的问题,在介绍谐波小波变换的优良特性及其基本原理的基础上,给出了谐波小波变换的实现技术.在不减少信息点数的情况下,用谐波小波变换成功地对微弱振动信号实现了频域提取... 为解决设备故障检测和故障预报中某些微弱振动信号难以提取出来的问题,在介绍谐波小波变换的优良特性及其基本原理的基础上,给出了谐波小波变换的实现技术.在不减少信息点数的情况下,用谐波小波变换成功地对微弱振动信号实现了频域提取与时域重构,并且实现了强噪声下微弱周期振动信号的频域提取.通过算例和工程实例,说明谐波小波方法在微弱信号的频域提取能力和精度上明显优于基于二进分解的小波方法和傅里叶分析方法,且在混有强噪声的信号提取中消除了二进小波包仍然存在的噪声泄漏,同时也显示了谐波小波变换的频域保相特性. 展开更多
关键词 微弱信号 振动信号 谐波小波 提取
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滑动平均滤波在微弱脉冲信号检测中的应用 被引量:46
3
作者 胡松 江小炜 +1 位作者 杨光 杨晓非 《计算机与数字工程》 2007年第10期169-171,共3页
讨论滑动平均滤波这种简单而常用的算法,在微弱脉冲信号检测方面的应用,进行模拟仿真;同时还分析在单脉冲信号检测时,滑动平均滤波与相关检测之间的联系。
关键词 微弱信号 滑动平均滤波 相关检测
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基于图像识别理论的混沌特性判别方法 被引量:25
4
作者 李士林 尹成群 +1 位作者 尚秋峰 戚银城 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期47-50,共4页
利用混沌振子可以检测微弱的周期信号,并且具有很多优点。该文针对Duffing混沌振子在信号检测领域中的应用,提出了基于图像识别理论的混沌特性判别方法。该方法具有直观、算法简单及计算量小的优点。文中阐述了所提方法的原理,并给出了... 利用混沌振子可以检测微弱的周期信号,并且具有很多优点。该文针对Duffing混沌振子在信号检测领域中的应用,提出了基于图像识别理论的混沌特性判别方法。该方法具有直观、算法简单及计算量小的优点。文中阐述了所提方法的原理,并给出了相应的判别程序流程图及仿真实验结果。仿真结果表明,利用该方法可以准确快速地判断混沌特性,并能很好地满足Duffing混沌振子信号检测的需要。将该文提出的判别方法用于处理小电流单相接地故障保护的现场试验数据,获得了好的效果。 展开更多
关键词 图像识别理论 混沌 特性判别方法 电力系统稳定性 信号检测 微弱信号
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一种测量微弱信号的锁定放大电路设计 被引量:24
5
作者 刘红丽 李昌禧 《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》 北大核心 2002年第5期619-621,共3页
分析了基于相关技术测量微弱信号的锁定放大电路的工作原理和各组成部分 .针对非接触式基于多磁场涡流效应的 DC微小电流传感器 ,设计了一种实用的锁定放大电路 ,并进行了实验性研究 .研究结果表明 :采用了锁定放大电路 DC微小电流传感... 分析了基于相关技术测量微弱信号的锁定放大电路的工作原理和各组成部分 .针对非接触式基于多磁场涡流效应的 DC微小电流传感器 ,设计了一种实用的锁定放大电路 ,并进行了实验性研究 .研究结果表明 :采用了锁定放大电路 DC微小电流传感器可直接测量 1m A以下 DC微小电流 ,灵敏度可达 2 0 m V /m A.锁定放大电路不仅能测量周期信号 ,还能测量非周期信号 。 展开更多
关键词 测量 微弱信号 锁定放大电路 设计 非接触式
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基于随机共振原理的中低频信号检测方法与电路设计 被引量:29
6
作者 赵文礼 刘进 殷园平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期721-728,共8页
大量研究表明,对于满足绝热近似理论的所谓小参数信号,利用随机共振特性可以实现被测信号中噪声能量向周期性有用信号能量的跃迁,从而增强信号输出的信噪比。针对在机械故障中常见的难以实现随机共振的中低频周期信号,利用信号调制特性... 大量研究表明,对于满足绝热近似理论的所谓小参数信号,利用随机共振特性可以实现被测信号中噪声能量向周期性有用信号能量的跃迁,从而增强信号输出的信噪比。针对在机械故障中常见的难以实现随机共振的中低频周期信号,利用信号调制特性,将其变换为可满足绝热近似理论的小参数信号,从而实现了基于随机共振原理的微弱信号检测。在此基础上,设计出了混频随机共振电路系统,利用混频器将待测信号与扫描信号发生器产生的信号作选频处理,然后输入非线性双稳态系统实现基于随机共振的检测。模拟实验结果表明,该电路系统能够实现随机共振并从噪声背景中检测出微弱的中低频周期信号。 展开更多
关键词 中低频周期信号 随机共振 微弱信号 电路设计
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微弱信号的调理电路设计和噪声分析 被引量:28
7
作者 张金利 景占荣 +1 位作者 梁亮 张玉瑞 《电子测量技术》 2007年第11期40-42,共3页
一些传感器输出电压信号范围在十几μV到几百μV,工作人员经常需要测量这种微弱并且夹杂噪声的传感器信号。针对此问题阐述了微弱信号调理电路设计,指出了电路的基本结构和各部分的元件选择,详细讨论了弱电压和弱电流信号的放大电路的... 一些传感器输出电压信号范围在十几μV到几百μV,工作人员经常需要测量这种微弱并且夹杂噪声的传感器信号。针对此问题阐述了微弱信号调理电路设计,指出了电路的基本结构和各部分的元件选择,详细讨论了弱电压和弱电流信号的放大电路的基本结构,指出了运放和A/D采样器的选取标准。分析了各个部分的噪声,给出了红外传感器信号检测的实验结果。由红外传感器微弱信号检测的实验结果表明,该电路设计方案是可靠实用的,它为测量各类微弱并且夹杂噪声的传感器信号提供了新的方法和思路。 展开更多
关键词 微弱信号 放大电路 A/D采样
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基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计 被引量:26
8
作者 王立刚 建天成 +2 位作者 牟海维 刘强 付天舒 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2009年第2期88-92,共5页
利用噪声和信噪比的理论公式及等效电路模型,分析光电二极管检测电路噪声产生的原因.给出低噪声光电检测电路的设计原则,并设计基于光电二极管低噪声前置放大电路.结果表明:光电二极管的噪声主要是光转换器件内部电阻及PN结中载流子随... 利用噪声和信噪比的理论公式及等效电路模型,分析光电二极管检测电路噪声产生的原因.给出低噪声光电检测电路的设计原则,并设计基于光电二极管低噪声前置放大电路.结果表明:光电二极管的噪声主要是光转换器件内部电阻及PN结中载流子随机涨落引起的热噪声和散粒噪声,该噪声与光电二极管结构、材料、温度、工作电压及外部环境的干扰有关;前置放大电路的噪声主要与前置放大器的噪声电压、噪声电流、温度变化及反馈电阻有关. 展开更多
关键词 光电检测 噪声分析 电路设计 微弱信号
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微弱信号检测技术综述 被引量:20
9
作者 于丽霞 王福明 《信息技术》 2007年第2期115-116,共2页
对微弱信号的定义和微弱信号的应用范围进行了概述,并且对当前微弱信号的研究背景做了阐述,重点比较了目前在微弱信号检测技术中应用的方法,最后总结各个方法的特点。
关键词 微弱信号 研究背景 检测方法 发展情况
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强噪声背景下微弱信号检测方法研究 被引量:17
10
作者 杨新峰 杨迎春 苑秉成 《舰船电子工程》 2005年第6期123-125,共3页
研究了用于微弱信号检测的自相关法、多重自相关法及双谱估计法,并介绍了各种技术的算法及特点。最后利用Matlab进行仿真并对仿真结果进行比较,结果表明:双谱估计检测法在检测强噪声背景下微弱信号方面对噪声有较强的抑制能力,能有效地... 研究了用于微弱信号检测的自相关法、多重自相关法及双谱估计法,并介绍了各种技术的算法及特点。最后利用Matlab进行仿真并对仿真结果进行比较,结果表明:双谱估计检测法在检测强噪声背景下微弱信号方面对噪声有较强的抑制能力,能有效地检测出微弱信号。 展开更多
关键词 信号检测 微弱信号 自相关 多重自相关 双谱估计
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混沌振子在微弱信号检测中的可靠性研究 被引量:26
11
作者 谢涛 魏学业 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1265-1269,共5页
针对混沌振子微弱信号检测的可靠性问题,对一种改进型混沌振子敏感特性进行分析,指出周期策动力幅值位于临界值时,初始值对系统的状态起决定性的作用,并由此定义了检测系统的敏感集。通过扰动控制方法验证噪声对振子的驱动作用相当于对... 针对混沌振子微弱信号检测的可靠性问题,对一种改进型混沌振子敏感特性进行分析,指出周期策动力幅值位于临界值时,初始值对系统的状态起决定性的作用,并由此定义了检测系统的敏感集。通过扰动控制方法验证噪声对振子的驱动作用相当于对初始值的扰动,发现在噪声作用下混沌振子微弱信号检测方法存在误判可能,利用所定义的敏感集对噪声背景中微弱信号的可靠检测进行了分析,为消除误判实现该微弱信号检测方法的应用提供了理论保证。 展开更多
关键词 混沌振子 可靠性 扰动 敏感集 微弱信号
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基于Duffing振子检测频率未知微弱信号的新方法 被引量:25
12
作者 李国正 张波 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期181-189,共9页
针对现有混沌振子难以检测频率未知微弱信号这一难点,提出利用Duffing振子输出值的方差峰值结合遗传算法检测淹没在强噪声背景中频率未知微弱信号的一种新方法。从分析混沌系统结构参数的阈值入手,讨论了周期策动力的频率、初始相位和... 针对现有混沌振子难以检测频率未知微弱信号这一难点,提出利用Duffing振子输出值的方差峰值结合遗传算法检测淹没在强噪声背景中频率未知微弱信号的一种新方法。从分析混沌系统结构参数的阈值入手,讨论了周期策动力的频率、初始相位和噪声对系统运行状态的影响;研究系统输出值方差与系统状态的对应关系,探讨待测信号频率以及与周期策动力之间相位差对状态变量方差和状态转换时间的影响。由此,提出采用具有相位偏移的Duffing振子阵列覆盖全相位,并结合遗传算法,优化求解不同频率输入信号下系统输出值方差的极值,以此得到待测信号频率的方法。该方法解决了现有混沌振子类检测方法必须已知信号频率的限制。实验结果证明了本方法能准确、快速地检测待测信号频率。新方法的状态判定简便、检测精度高、更为灵活、适应性强,为微弱信号的检测提供了新的手段。 展开更多
关键词 微弱信号 DUFFING振子 噪声 遗传算法
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T型反馈电阻网络在微弱信号放大电路中的应用 被引量:15
13
作者 刘鹏民 莫德举 洪峰 《电测与仪表》 北大核心 1999年第12期31-32,共2页
分析了传统放大电路在处理微弱信号时存在的问题,提出了采用T型反馈电阻网络消除温度漂移的解决办法,并以一个电路计算实例加以说明。
关键词 温度 漂移 微弱信号 反馈 放大器
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基于混沌理论的微弱信号检测方法 被引量:16
14
作者 朱志宇 姜长生 +1 位作者 张冰 刘维亭 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期65-68,共4页
分析了间歇混沌模型———Duffing振子的混沌特性,利用Duffing振子的非平衡相变对微小信号具有敏感性及对白噪声和与参考信号频差较大的周期干扰信号具有免疫力的性质,采用混沌振子阵列实现对噪声背景下微弱信号的检测;并采用梅尔尼科... 分析了间歇混沌模型———Duffing振子的混沌特性,利用Duffing振子的非平衡相变对微小信号具有敏感性及对白噪声和与参考信号频差较大的周期干扰信号具有免疫力的性质,采用混沌振子阵列实现对噪声背景下微弱信号的检测;并采用梅尔尼科夫方法作为混沌判据,该方法的优点在于可以直接进行解析计算。仿真实验表明:该检测方法简单、有效,检测的精度比较高。 展开更多
关键词 检测方法 微弱信号 混沌理论 DUFFING振子 梅尔尼科夫方法 非平衡相变 混沌特性 混沌模型 干扰信号 参考信号 噪声背景 混沌振子 解析计算 仿真实验 精度比较 免疫力 白噪声 敏感性 信号 频差 阵列
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基于PSD的微位移传感器 被引量:14
15
作者 梁凤超 续志军 +1 位作者 胡君 邹振书 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第3期59-61,共3页
微弱电流的放大与处理是基于位置敏感探测器(PSD)的微位移传感器的关键技术。分析了电流—电压转换原理,指出转换误差主要来源于偏置电流及失调电压。应用屏蔽、Guard、避免自激等技术设计了前放电路,实现了微弱电流信号的提取。传感器... 微弱电流的放大与处理是基于位置敏感探测器(PSD)的微位移传感器的关键技术。分析了电流—电压转换原理,指出转换误差主要来源于偏置电流及失调电压。应用屏蔽、Guard、避免自激等技术设计了前放电路,实现了微弱电流信号的提取。传感器工作距离为10 mm,测量范围为±0.5 mm,采用精度为±0.5μm的装置驱动钢板进行微位移测量,实验数据表明:传感器分辨力为±0.5μm,检测精度为±2%。 展开更多
关键词 位置敏感探测器 激光三角法 运算放大器 微弱信号
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基于单势阱随机共振的多频周期微弱信号检测 被引量:20
16
作者 陶志颖 鲁昌华 +2 位作者 查正兴 卢家亮 肖明霞 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2014年第2期171-176,共6页
经典随机共振(SR)应用于微弱信号检测,在取得较好效果的同时也带来了最佳系统参数调节困难的问题。单势阱随机共振(SSR)只需调整一个系统参数,更容易调整系统到最佳状态。在研究了单势阱随机共振理论基础上,对多频周期信号加上与实际更... 经典随机共振(SR)应用于微弱信号检测,在取得较好效果的同时也带来了最佳系统参数调节困难的问题。单势阱随机共振(SSR)只需调整一个系统参数,更容易调整系统到最佳状态。在研究了单势阱随机共振理论基础上,对多频周期信号加上与实际更为接近的色噪声,采用互相关系数作为测度指标,运用自适应方法寻找系统最优参数后,系统设置该参数,从待测信号中检测出多频周期微弱信号。实验结果表明单势阱随机共振对多频周期微弱信号具有较好的检测效果。 展开更多
关键词 随机共振 单势阱 互相关系数 自适应 微弱信号
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基于自适应提升小波包的故障微弱信号特征早期识别 被引量:16
17
作者 姜洪开 王仲生 何正嘉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期99-103,共5页
针对齿轮箱故障微弱信号特征识别问题,设计了一种识别该类信号微弱特征的自适应提升小波包方法。该方法以提升方法为基础,构造了提升小波包分解和重构过程算法,并以分解层信号相邻样本点自相关系数的大小作为目标函数,在每个样本点上选... 针对齿轮箱故障微弱信号特征识别问题,设计了一种识别该类信号微弱特征的自适应提升小波包方法。该方法以提升方法为基础,构造了提升小波包分解和重构过程算法,并以分解层信号相邻样本点自相关系数的大小作为目标函数,在每个样本点上选择能够自适应匹配信号局部特性的提升小波包算子,将每个分解频带信号进行重构,识别时域故障微弱信号特征。该方法成功地识别出了某齿轮箱发生摩擦故障时隐含在振动信号中的调制波形和周期性冲击脉冲故障微弱特征。结果表明,自适应提升小波包方法对强噪声背景下故障微弱信号特征的识别效果优于经典小波包方法。 展开更多
关键词 自适应提升小波包 微弱信号 故障特征 分解信号
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GPS软件接收机捕获算法 被引量:19
18
作者 徐晓苏 范金洋 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期165-169,共5页
研究了GPS软件接收机捕获算法;针对常规时域串行搜索算法速度慢和并行码相位频域搜索算法FFT计算量大等缺点,采用常规串行捕获算法和频域并行码空间捕获算法相结合的混合搜捕算法来实现对空中可见卫星的捕获;针对信号较弱情况下的卫星捕... 研究了GPS软件接收机捕获算法;针对常规时域串行搜索算法速度慢和并行码相位频域搜索算法FFT计算量大等缺点,采用常规串行捕获算法和频域并行码空间捕获算法相结合的混合搜捕算法来实现对空中可见卫星的捕获;针对信号较弱情况下的卫星捕获,采用了非相关积分捕获算法;设计了中频信号仿真器,并使用其产生的仿真信号对捕获算法进行了验证。测试结果表明,混合搜捕算法能够为软件接收机提供较快的捕获能力,非相关积分捕获算法能够有效地实现微弱信号的捕获。 展开更多
关键词 GPS软件接收机 捕获 微弱信号 信号仿真器
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自适应随机共振技术在微弱信号测量中的应用 被引量:17
19
作者 赵文礼 田帆 邵柳东 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1787-1791,共5页
本文将随机共振原理应用于噪声背景中的微弱信号检测作为研究对象,对双稳态非线性系统进行了随机共振参数自适应调节方法的研究。在此基础上,设计了基于参数调节的双稳态随机共振及其自适应控制的硬件电路系统,并提出了基于本电路系统... 本文将随机共振原理应用于噪声背景中的微弱信号检测作为研究对象,对双稳态非线性系统进行了随机共振参数自适应调节方法的研究。在此基础上,设计了基于参数调节的双稳态随机共振及其自适应控制的硬件电路系统,并提出了基于本电路系统的一种简单的自适应算法,完成了计算流程及其程序的编写。通过输入模拟工程实际的带噪信号,输出信噪比(SNR)得到了明显提高,验证了此方法用于微弱信号检测的有效性。 展开更多
关键词 随机共振 微弱信号 检测 自适应
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微弱电信号检测方法回顾 被引量:19
20
作者 赵吉祥 陈超婵 +2 位作者 王欢 陆福敏 桑昱 《中国计量学院学报》 2009年第3期201-210,共10页
系统分析了微弱电信号检测的理论和技术,着重讨论了强噪声背景下微弱电信号现有检测方法的优缺点及应用.以线性和非线性为主线,将线性分析法按时域(相关检测法、锁定放大、取样积分、数字式平均、时域平均)、频域(功率谱法)以及时频域(... 系统分析了微弱电信号检测的理论和技术,着重讨论了强噪声背景下微弱电信号现有检测方法的优缺点及应用.以线性和非线性为主线,将线性分析法按时域(相关检测法、锁定放大、取样积分、数字式平均、时域平均)、频域(功率谱法)以及时频域(小波变换谱分析、分数谱分析)检测方法进行梳理归类,而对于非线性分析法主要分析了高阶谱、神经网络、支持向量机、经验模式分解、混沌理论、差分振子以及随机共振方法.最后认为,多种理论与技术的结合以及借助软件技术,如LabVIEW,是弱信号检测的发展趋势. 展开更多
关键词 微弱信号 强噪声 检测方法
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