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含有噪声的微弱信号提取技术

高工
2013-02-04 09:36:27     打赏

发一个DIY的信号检测技术。能够检测含有噪声信号的有用信号。该技术的解决方案直是一个难题。目前可参考的技术手段不多。主要是滤波,双相锁相环等等来对含杂信号尽心提取处理。本次DIY采用的方案非以上所常用的方案。主要方案为:有用正弦信号和噪声信号相加(模拟出含杂的信号)。本设计的难点不在于信号的检测。而是提取微弱的有用信号。要求用派型衰减电阻网络进行40DB的衰减(100倍)。信号最大2mV,最小几十个微伏。小信号的采集本身有难度,如果在加上噪声信号。所以难度大家可以猜测出来。(目前原理图尚不提供,提供方案给大家参考,如果有需要。后期发布原理图)
       作为一个完整的系统。电源是真个系统的可靠工作的保障。电源的具体做法就不细说了。用的是LM317 和LM337。电源模块记得做好滤波处理。否则电源噪声会对微弱信号产生很大的干扰。相信做信号处理的人士知道电源对整个系统的影响。总之电源不能有很大的纹波。否则整个系统会被电源给搞垮的。
     模拟含杂信号需要用到加法器。将有用信号和噪声信号进行加法处理。处理后的为一个含有噪声的信号。当然,问题还没有结束。再将微弱的信号进行40DB的衰减。加大了检测的难度。之后将该信号通过乘法器。乘法器将AD9850产生的4倍频的信号通过模拟开关输出相差90度的信号与含杂信号信号相乘。通过变换除去噪声。最后通过2路低通。将信号进行低通处理。最后送给AD进行数据处理,讲采集到的信号输出。
     本次设计采用的单片机为TI公司的430系列单片机。由于该单片机IO口不够用,因此该设计采用2片单片机。显示为诺基亚5110,这个大家应该很熟悉了。这里介绍的是整个框图的方案。具体的原理图和设计方式大家可以查查资料了解一下。(时间问题,会为大家提供最新的测试数据。)
   设计任务:设计并制作一套微弱信号检测装置,用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值,并数字显示出该幅度值。为便于测评比较,统一规定显示峰值。整个系统的示意图如图1所示。正弦波信号源可以由函数信号发生器来代替。噪声源采用给定的标准噪声(wav文件)来产生,通过PC机的音频播放器或MP3播放噪声文件,从音频输出端口获得噪声源,噪声幅度通过调节播放器的音量来进行控制。图中A、B、C、D和E分别为五个测试端点。
图1 微弱信号检测装置示意图

 




关键词: 有噪声     微弱     信号     提取     技术    

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