信号
1 以下关于信号的叙述错误的是( )
A 信号都是消息的载体或表现形式
B 信号都包含信息
C 信号都能被人类器官所感知或仪器所捕获
D 信号都是随自变量变化的物理量
E 信号都包含消息
F 文字是信号
G 在《信号与系统》课程中，信号就是函数，函数就是信号 2、描述信号最基本的方法是( )
A 波形描述法
B 集合法
C 表格法
D 数学表达式法 7、f （4t+12）是如下运算的结果( )
A f （4t ）右移3
B f （4t ）右移12
C f （4t ）左移3
D f （4t ）左移12 9、雷达探测物体远近所依据的信号分析原理是( )
A 数乘
B 信号平移
C 积分
D 信号尺度变换
11、对某电路，如果在t=0时刻接入一单位直流电压源，并且无限持续下去，则该电路的输入可用以下哪种信号进行描述( )
A 高斯信号
B 门信号
C 单位阶跃信号
D 单位冲激信号
12、复指数信号的波形一般是不能画出的，但若以其实部和虚部分别为横坐标和纵坐标，则可以画出一条二维平面曲线，这种曲线通常称为什么图形( ) A 吉卜斯 B 拉格朗日 C 李沙育 D 赫维赛德 14 系统与系统模型的对应关系是( )
A 一对一
B 多对多
C 一对多，多对一
D 都不是
18、信号分析方法包括时域法和变换域法，以下关于这两种方法叙述正确的是( )
A 时域法和变换域法都很抽象，都不简便
B 变换域法是时域法的基础
C 时域法抽象，物理意义不明显，但一般分析过程简便；变换域法直观，物理意义清楚，但一般分析过程复杂
D 时域法直观，物理意义清楚，但一般分析过程复杂；变换域法抽象，物理意义不明显，但一般分析过程简便
2、微分方程()10'()25()0y t y t y t ''++=的齐次解形式为 （ ）
A 5h y (t)=A t e -
B 5h 12y (t)=(A t+A )t e -
C 5h y (t)=At t e
D h 12y (t)=A t+A 1、1822年哪国数学家的“热的分析理论”教科书的发表标志傅里叶分析理论正
式诞生( )
A 美国
B 法国
C 英国
D 中国
2、若一个周期信号为偶信号，则其以下哪一项傅里叶系数的值必为0( ) A n a B n b C n c D n F
3、以下关于奇周期信号的傅里叶级数叙述正确的是( ) A 只包含奇次谐波 B 只包含偶次谐波 C 只包含余弦分量 D 只包含正弦分量 5、在用正、余弦分量合成信号时，以下说法正确的是( )
A 高频分量和低频分量都主要影响跳变部分
B 高频分量主要影响顶部，低频分量主要影响跳变部分
C 高频分量主要影响跳变部分，低频分量主要影响顶部
D 高频分量和低频分量都主要影响顶部
6、关于周期矩形脉冲信号的傅里叶级数展开叙述不正确的是( ) A 各分量的大小与脉幅成正比 B 各分量的大小与周期成正比
C 各分量的大小与脉宽成正比
D 各分量的大小与与周期成反比。 9、以下哪一项不是周期信号频谱的特点( )
A 谐波性
B 离散性
C 震荡性
D 收敛性
13、以下关于傅里叶级数与傅里叶变换关系的叙述错误的是( ) A 傅里叶逆变换是傅里叶级数展开式的演变结果 B 傅里叶正变换是傅里叶级数展开式的演变结果 C 连续频谱是离散频谱的演变结果
D 傅里叶正变换是傅里叶系数公式的演变结果
1、以下谁对拉普拉斯变换的应用做出了重要贡献( )
A 欧拉
B 赫维赛德
C 拉格朗日
D 吉伯斯
1、很久以前人们就已经认识到了z 变换概念，但由于受以下哪类学科的局限，z 变换概念没能得到充分运用与发展 ( C )。 A 物理 B 化学 C 数学 D 管理
2 在“常用信号的产生与观察”实验中，当输入两路信号，然后用X-Y 方式观察两通道信号，所得的图形李沙育图形是( )
A 一条递增曲线
B 一条递减曲线
C 一条旋转曲线
D 一条正弦曲线 4 、“信号的合成”实验中模式指示灯应选择为哪种模式( A ) A 00 B 01 C 10 D 11
1、信号是___________的________。
9、u(t)具有鲜明的________ ________特性和_____ _______特性，因此可利用u(t)简化单边信号、有限长信号、跳跃信号和分段信号的表示。
14、设信号()f t 的直流分量的功率为2，交流分量的功率为3，则信号()f t 的功率为_______。 16、为了分析系统，首先需要建立系统模型，在此基础上再运用数学工具进行研究。 1、系统()4()4()2()()r t r t r t e t e t ''''-+=-的齐次通解为h r (t)=__________________。 2、微分方程2()3()2()3t
r t r t r t e -'''++=-的特解为_______________。
4 微分方程4()5()6()3t r t r t r t e -'''-+=的齐次解和特解形式分别为_________________和
_________________。
8、若系统的响应为cos()1t
e t --，则其稳态响应为 _________________。 9、若系统的完全响应6()521t t
y t e e --=++，则其瞬态响应i ()y t =
_____________________。
12、已知系统的冲激响应为t
e 3-，求输入信号为)1(5-t δ的响应=)(t r _________________ 。
13、若某个LTI 系统的冲激响应h(t)=sin(2)t ，则当对该系统输入(1)t δ-时的响应r(t)= ___________________。
2、傅里叶分析在通信系统中的普遍应用经历了一段漫长的历程，直到 世纪末制造出 才加速了这种应用。
3、 年 国数学家傅立叶的“ ”教科书发表成为傅里叶分析理论正式诞生的标志。
5、周期信号频谱的谱线越 ，说明周期信号的周期越大。
6、若周期信号f(t)为奇函数，则其傅立叶级数系数n a = 。
7、若周期信号f(t)为 函数，则其傅立叶级数系数n a =0。 8、若周期信号f(t)为偶函数，则其傅立叶级数系数n b =_ __。 9、若周期信号f(t)为 函数，则其傅立叶级数系数n b =0。
10、若n F 为指数形式傅里叶级数展开的傅里叶系数，则当n F 为__ ______时，可直接在一张图中画出频谱图。
12、周期信号的周期越小,谱线越 。 13、周期信号的周期越 ,谱线越密。 14、周期信号的周期越 ,谱线越稀。
15、周期信号的频谱特点是： ， ， 。 23、频谱函数F(ω)=4δ(ω)的傅里叶逆变换f(t)= __ ___。 25、若f(t)的频谱2()(3)F ωω=+，则3[()]j t F f t e =___ ___。 26、若()[()]4(4)F F f t Sa ωω==，则[(2)]F f t -= 。 29、若4()f t t =，()[()]F F f t ω=，则[()]F F t = 。
30、若2312F[f (t)],F[f (t)]ωω==，则12F[f (t)f (t)]*=_ 。 33、设信号f(t)=cos(t)，[])(F f(t)F ω=，则[]F(t)F =__ ___。 34、若f(t)的频谱2()(3)F ωω=+，则3[()]j t F f t e =___ __。 35、若2()[()]27F F f t ωω==，则[(3)]F f t -= 。
37、对信号抽样的方式很多，常用的抽样方式是__ __抽样。
39、若某信号的最大频率为70Hz, 最小频率为50Hz ，则其奈奎斯特频率为____ ___Hz 。
41、若某信号的最大频率为55Hz ，则其奈奎斯特频率为___ __Hz 。
1 拉氏变换的重要作用之一是可以将微积分运算转化为__________运算。 2、拉氏变换能将 ________ 运算转变成乘除运算，还能将 ________ 运算转变成乘积运算，因此能简化运算。
3、本课程中克服傅里叶变换不足的措施是引入________函数或因子，使信号的FT 存在。 5、函数t e t t f 52)(3)(-+=δ的拉氏变换为________。
20、系统频响特性是指系统在______ _信号激励下的______响应随 ___ 的_ _____的变化情况。
1、17世纪的 技术奠定了离散时间系统的数学基础。
2、20世纪60年代 科学的发展与应用使离散时间系统的理论研究和实践进入了一个新阶段。
3、 研制的进展使得离散时间系统变得体积小、重量轻、成本低，促进了离散时间系统的应用。
1、z 变换在离散系统中的地位与作用类似于连续系统中的 拉氏 变换。
2、z 变换能将差分方程转化为 代数 方程，从而使差分方程的求解过程变得简化。 5 通过“线性时不变系统”实验中的“时不变特性观察” 实验说明了什么问题 系统满足时不变特性 。
1、分别举出实际中的两个信号例子。
1、说出周期信号傅里叶级数展开式1()jn t
n n f t F e
ω∞
=-∞
=∑
的物理意义。
2、简述频谱F(ω)的物理意义。
3、什么是抽样？
1简述拉氏变换出现的意义
证明?
2、试证若 120,,,()T m n m n T
π
ω>=≠均为整数，则1cos()m t ω与1cos()n t ω在区间(0，T)上相互正交。
3 已知()[f(t)]ω=F F ，0p ≠，证明1()]||jq p
f pt q F e
p p ωω??
+=????
F[
4 已知有限长余弦信号()f t τ，门信号()g t τ的波形分别如下图所示，又已知[()]()F g t G ττω=，000[cos()][()()]
F t ωπδωωδωω=++-，证明
0011
[()]()()22
F f t
G G τττωωωω=++-。
2 设)
()()
()(31s D p s s A s F -=
，其中A(s)、B(s)中都不再含有因式)(1p s -，请证明：若设
F(s)的部分展开式为)
()
()()()(13212311s D s A p s K p s K p s K s F +
-+-+-=
，则1
)(11p s s F K ==， 1
)
(12p s s F K ='
=，其中)()()(3
11s F p s s F -=
画图?
1、画出()cos(6)[()(1)]t
f t e t u t u t π-=--的波形。
)t
2 已知某周期信的单边幅度谱如右图所示， 试画出其双边幅度谱
4、某周期信号f(t)可如下表示，画出其单边频谱。 ()13cos(235)2cos(470)4cos(650)f t t t t ???=+-+-+-
6、(),()[()]f t F F f t ω=的波形分别如下图所示，画出[()]F F t 的波形。
8、画出0cos(t)ω的傅里叶变换频谱0[cos(t)]F ω
1、已知信号n x(n)=2[u(n+1)u(n-1)]-，y(n)=n[u(n+1)u(n-2)]-，分别画出它们的波形，并用对位相乘法求出它们的卷积和x(n)*y(n)(需写出过程)。
2、已知离散信号x(n)如下图所示，试利用基本的自变量变换分三步画出x(-2n-6)的波形。
计算:
3、判断sin(3)t 与sin(2)t 在区间(0,2)π上是否相互正交。 3、求微分方程()5()6()()r t r t r t e t ''''++=的特解，其中3()t e t e -=
o
1 1 n
8 2
x(n)
2 3 4 5 6 7 3
4
5 5 5 5 9
5
5、设系统的微分方程为()9()10()3()2()r t r t r t e t e t ''''+-=+，系统激励信号为2()t e t e =，边界条件(0)2,(0)1r r ++'=-=。用经典时域法求系统完全响应r(t) [注意：用其他方法求解不得分]。
1 求右图所示周期余弦脉冲信号的傅立叶系数Fn
3 已知f(t)的基本三角形式傅立叶级数展开f (t)12cos(t)-cos(3t)ππ=+，求平移信号f (t+1)的基本三角形式傅立叶级数展开
5 求信号f (t )1
3c o s (t )+2s i n (2t )s i n (2t )5c o s (3t )-4s i n (6t -)3
π
πππππ=--+的平均功率。
9、用定义求右图所示单边指数信号f(t)的傅立叶变换。
10 求右图所示信号的傅里叶变换。
11、已知()3(1)F ωδω=-，利用FT 的对称性质求1()[()]f t F F ω-=。
12、已知()2(3)F ωδω=+利用FT 的对称性质求1()[()]f t F F ω-= 14 利用FT 的微分定理求题图所示三角脉冲f(t)
15 对于右图所示半波余弦信号()f t
(1)利用阶跃信号写出(
)f t 的数学表达式； (2)求出()f t ',()f t ''的数学表达式
(3)利用FT 的微分定理求()[()]F F f t ω=[注意：用其他方法求解不得分]。
5 对于右图所示半波余弦信号()f t
(1)求出0ω；
(2)利用阶跃信号()u t 写出()f t 的数学表达式； (3)求出()f t ',()f t ''的数学表达式，并化简；
(4)利用FT 的微分定理求()[()]F F f t ω=,其中1/4ω≠± [注意：用其他方法求解不得分]。
10 设线性系统的微分方程为()8()16()()2()r t r t r t e t e t ''''-+=-，激励2()()t
e t e u t -=，
(0)1,(0)1r r --'=-=-。用拉氏变换域法求该系统的完全响应r(t) 。[注意：用其他方法
求解不得分，提示()1(1)[()]()(0)(0)n n n n L f t s F s s f f ----=--
-]。
12、求微分方程()8()11()()5()r t r t r t e t e t ''''-+=-的系统函数H((s)。
3、已知，(){1,3,1,2}x n ↑
=，(){2,1,3}h n ↑
=，用卷积和的基本求法——图解法求出
()()()y n x n h n =*
综合?
2、某LTI 系统，输入信号)(5)(2t u e t e t -=，在该输入下的响应为r(t)，即r(t)=H[e(t)]，又已知)()(2)(2t u t t r t e dt d H +-=??
?
???，求该系统的单位冲激响应h(t)
连线”
2 以下左列图形是时域信号，右列是左列时域信号的频谱，用直线将左列时域信
号与右列最匹配的频谱连接起来，并将4,2/3,2A ππ分别填入3个括号内。
微弱信号相关检测
微弱信号相关检测 前言 随着现代科学研究和技术的发展，人们越来越需要从强噪声中检测出有用的微弱信号，于是逐渐形成了微弱信号检测这门新兴的科学技术学科，其应用范围遍及光学、电学、磁学、声学、力学、医学、材料等领域。微弱信号检测技术是利用电子学、信息论、计算机及物理学的方法，分析噪声产生的原电子学、信息论、计算机及物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特点与相关性，检测被噪声淹没的微弱有用信号，或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比，从而提取有用信号。微弱信号检测所针对的检测对象，是用常规和传统方法不能检测到的微弱量。对它的研究是发展高新技术，探索及发现新的自然规则的重要手段，对推动相关领域的发展具有重要的应用价值。 目前，微弱信号检测的原理、方法和设备已经成为很多领域中进行现代科学技术研究不可缺少的手段。显然，对微弱信号检测理论的研究，探索新的微弱信号检测方法，研制新的微弱信号检测设备是目前检测技术领域的一大热点。 1.概述 微弱信号是测量技术中的一个综合性技术分支，它利用电子学，信息论和物理论的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特征和相关性，检测并恢复被背景噪声所掩盖的微弱信号，微弱信号的检测重点是如何从强噪声中提取有用信号，探测运用新技术和新方法来提高检测系统中的信噪比。 在检测淹没在背景噪声中的微弱信号时，必须对信号进行放大，然而由于微弱信号本身的涨落，背景和放大器噪声的影响，测量灵敏度会受到限制。因此，微弱信号的检测有以下三个特点：（1）需要噪声系数尽量小的前置放大器，并根据源阻抗与工作频率设计最佳匹配（2）需要研制适合微弱信号检测原理并能满
微弱信号
微弱信号检测与处理 关于本课程： 检测技术，研究内容，信息提取与处理的理论，方法和技术。 信息提取：指从自然界中，社会中，生产过程中和科学实验中获取需要的 信息 信息处理：把获取的信息进行加工，运算，分析或综合，以便进行预报，检测，计量，保护，控制和管理等等。 目的：预防自然灾害，预报事故，正确计量，改善产品质量，顺利科学实验，文明生产和科学管理等。 因此，检测技术是一门综合性很强的技术。 微弱信号检测：采用物理学，电子学，信息论以及数理统计等分方法，利用有关技术对淹没于噪声中的微弱信号进行检测。 课程内容主要包括： 1．噪声理论与噪声检测技术 2．微弱信号的检测理论 课时：36学时
第一章：概述 §1－1 微弱信号检测的背景，意义 检测技术，人们获取信息的方式，常规手段，方法：传感器技术 问题：科学发展需要检测微弱信号（淹没于噪声中），传统方法不能解决，因此，微弱信号检测技术应运而生，顺应了检测技术发展的需要。 归纳：①科学发展对检测技术提出新的要求。 ②科学发展为微弱信号检测技术开展提供了保证 §1－2 微弱信号检测技术的概念，方法 一．微弱信号检测的概念 1．微弱信号检测 检测被噪声淹没的微弱有用信号 任务：研究从噪声中提取有用信号的理论、方法、技术 有用信号：能传递信息的信号。如压力、流量、温度等。对于本课程，指电信号。2．微弱信号的概念 两个方面理解 1）相对性 10- 信号幅值相对于噪声很微弱，如输入信噪比≤1 2）绝对性 信号幅值极小，如nV，甚至更小。 3．微弱信号检测的目的 提高检测灵敏度和系统信噪比。 二. 微弱信号检测基本方法 主要有：1）利用相关技术提取信号的振幅或相位信息 2）利用取样积分方法提取或恢复信号波形 3）利用锁相技术检测调制信号 相关知识：物理学、数学、电路理论、电子技术、传感器技术、数理统计等。 第二章：噪声特性 微弱信号检测：从噪声中提取有用信号的技术为了有效实现这一目的，需对噪声特性进行研究，以便找到抑制噪声的方法。
信号注入法在防窃电中的应用
一种新型防窃电装置的设计和应用 赵兵吕英杰邹和平 （中国电力科学研究院，北京市，100192） The Design and Application of a New Anti-stealing Electricity Device ZHAO Bing，LV Yingjie, ZOU Heping (China Electric Power Research Institute, Beijing, 100192) ABSTRACT: Even though effectively interdicting the action of stealing electricity is significant, reliable and practical means of anti-stealing electricity is lacking. Now, a new anti-stealing electricity device is introduced in this article. The electro- information is directly collected from high-tension side and which is acted as the criterion of stealing Electricity. Further more, the design method and the function of this device is explained, especially the power module. In the end an ensample is given to explain the feasible and reliable. KEYWORDS:Anti-stealing Electricity, Data collection Device, Power Supply 摘要：有效遏制窃电行为具有重大意义，但目前缺乏可靠实用的防窃电手段。为此本文介绍了一种新型防窃电装置，该装置直接采集用户一次侧用电信息，作为判断窃电的依据，本文对该装置的功能及设计方法进行了说明，并详细说明介绍了从高压侧获取电源的方法。最后给出了防窃电实例证明该装置的实用性。 关键词：防窃电，采集器，高压侧获取电源 1 引言 随着市场经济的发展和人民生活水平的提高。用电需求日益扩大。为节省用电开支，追求高额利润。许多不法个人或单位采取各种方式窃电。使国家蒙受巨大的经济损失。据统计，北京市供电企业的被窃电量1996年时为1.36亿千瓦时，折合人民币4030万元；2001年，北京地区被窃电量2亿千瓦时，折合人民币9050万元；到2002年，被窃电量已经上升为2.22亿千瓦时，折合人民币1.02亿元。吉林省年售电量230亿千瓦时，窃电造成的线损如果为一个百分点，就丢失电量2亿多千瓦时，折合人民币1亿多元。湖北省用电量859亿千瓦时,被窃的电占线损比例高达21．3％，窃电量约为15亿千瓦时,折合人民币7亿多元，居全国第一。因此，完善防窃电技术，有效遏制窃电行为具有重大意义。 2 现有窃电方式及防窃电技术 计量的电能取决于电压、电流、功率因数三者与时间的乘积，改变以上任一要素，都可达到窃电 的目的。现存的窃电手法种类很多，归纳起来主要分为以下几种方式[1]：(1)电压法窃电。即将接人电能计量设备的电压回路断开或松掉，导致电压回路失压或欠压。(2)电流法窃电。即对接入电能计量 设备的电流回路(计量电流互感器——CT，current transformer一二次侧)实施短路或开路，造成流入计量设备的电流减少。(3)错相法窃电，也称移相 法窃电或相角法窃电。即改变电能计量设备电压回路或电流回路的接线。从而改变计量设备正确的电压或电流相位关系。使电能计量不准。(4)扩差法 窃电。从物理上破坏电能计量设备的计量机理，扩 大电能计量设备误差。(5)表前分流窃电。在电能 计量设备前私自接线用电，使一部分电流没有流经计量设备，从而使电量少计。 对于电压法及错相法窃电可采用高速交流采 样芯片采集相电压、电流信号，通过与阈值电压相 比较可判断是否存在失压或欠压；同时，采用傅立叶算法可计算电流与电压间的相量角，从而判断是否存在错相窃电。对于扩差法窃电及表前分流窃电，主要采取硬件防范措施，如采用专用计量箱或 电表箱、封闭变压器低压出线端至计量设备的导体、采用防撬铅封等，均可取得一定的效果。但是，
交通标志及交通指挥信号示意图1
警告标志 (警告车辆、行人注意危险地点的标志） 十字交叉Ｔ形交叉Ｔ形交叉Ｔ形交叉Ｙ形交叉 环形交叉向左急弯路向右急弯路反向弯路连续弯路 上陡坡下陡坡两侧变窄右侧变窄左侧变窄 窄桥双向交通注意行人注意儿童注意牲畜 注意信号灯注意落石注意落石注意横风易滑 傍山险路傍山险路堤坝路堤坝路村庄
隧道渡口驼峰桥路面不平 过水路面 有人看守铁路道 口 无人看守铁路道口注意非机动车事故易发路段 慢行 左右绕行左侧绕行右侧绕行施工 注意危险 叉形符号(表示多股铁道与道路交叉) 禁令标志 （禁止或限制车辆、行人交通行为的标志） 禁止通行禁止驶入禁止机动车通行禁止载货汽车通 行禁止三轮机动车 通行
禁止大型客车通 行禁止小型客车通 行 禁止汽车拖、挂车 通行 禁止拖拉机通行禁止农用运输车 通行 禁止二轮摩托车 通行禁止某两种车通 行 禁止非机动车通 行 禁止畜力车通行禁止人力货运三 轮车通行 禁止人力客运三轮车通行禁止人力车通行禁止骑自行车下 坡 禁止骑自行车上 坡 禁止行人通行 禁止向左转弯禁止向右转弯禁止直行禁止向左向右转 弯禁止直行和向左 转弯 禁止直行和向右 转弯禁止掉头禁止超车解除禁止超车禁止车辆临时或 长时停放
禁止车辆长时停 放 禁止鸣喇叭限制宽度限制高度 限制质量 限制轴重限制速度解除限制速度停车检查停车让行 减速让行会车让行 指示标志 （指示车辆、行人行进的标志） 直行向左转弯向右转弯直行和向左转弯 直行和向右转弯 向左和向右转弯靠右侧道路行驶靠左侧道路行驶立交直行和左转 弯行驶 立交直行和右转 弯行驶 环岛行驶 单行路(向左或向 右) 单行路(直行) 步行鸣喇叭
微弱信号检测装置(实验报告)剖析
2012年TI杯四川省大学生电子设计竞赛 微弱信号检测装置（A题） 【本科组】
微弱信号检测装置（A题） 【本科组】 摘要：本设计是在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，采用TI公司提供的LaunchPad MSP430G2553作为系统的数据采集芯片，实现微弱信号的检测并显示正弦信号的幅度值的功能。电路分为加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路、以及数码管显示电路组成。当所要检测到的微弱信号在强噪音环境下，系统同时接收到函数信号发生器产生的正弦信号模拟微弱信号和PC机音频播放器模拟的强噪声，送到音频放大器INA2134，让两个信号相加。再通过由电位器与固定电阻构成的纯电阻分压网络使其衰减系数可调（100倍以上），将衰减后的微弱信号通过微弱信号检测电路，检测电路能实现高输入阻抗、放大、带通滤波以及小信号峰值检测，检测到的电压峰值模拟信号送到MSP430G2553内部的10位AD 转换处理后在数码管上显示出来。本设计的优点在于超低功耗 关键词：微弱信号MSP430G2553 INA2134 一系统方案设计、比较与论证 根据本设计的要求，要完成微弱正弦信号的检测并显示幅度值，输入阻抗达到1MΩ以上，通频带在500Hz~2KHz。为实现此功能，本设计提出的方案如下图所示。其中图1是系统设计总流程图，图2是微弱信号检测电路子流程图。 图1系统设计总流程图 图2微弱信号检测电路子流程图
1 加法器设计的选择 方案一：采用通用的同相/反相加法器。通用的加法器外接较多的电阻，运算繁琐复杂，并且不一定能达到带宽大于1MHz，所以放弃此种方案。 方案二：采用TI公司的提供的INA2134音频放大器。音频放大器内部集成有电阻，可以直接利用，非常方便，并且带宽能够达到本设计要求，因此采用此方案。 2 纯电阻分压网络的方案论证 方案一：由两个固定阻值的电阻按100:1的比例实现分压，通过仿真效果非常好，理论上可以实现，但是用于实际电路中不能达到预想的衰减系数。分析：电阻的标称值与实际值有一定的误差，因此考虑其他的方案。 方案二：由一个电位器和一个固定的电阻组成的分压网络，通过改变电位器的阻值就可以改变其衰减系数。这样就可以避免衰减系数达不到或者更换元器件的情况，因此采用此方案。 3 微弱信号检测电路的方案论证 方案一：将纯电阻分压网络输出的电压通过反相比例放大电路。放大后的信号通过中心频率为1kHz的带通滤波器滤除噪声。再经过小信号峰值电路，检测出正弦信号的峰值。将输出的电压信号送给单片机进行A/D转换。此方案的电路结构相对简单。但是，输入阻抗不能满足大于等于1MΩ的条件，并且被测信号的频率只能限定在1kHz，不能实现500Hz~2KHz 可变的被测信号的检测。故根据题目的要求不采用此方案。 方案二：检测电路可以由电压跟随器、同相比例放大器、带通滤波电路以及小信号峰值检测电路组成。电压跟随器可以提高输入阻抗，输入电阻可以达到1MΩ以上，满足设计所需；采用同相比例放大器是为了放大在分压网络所衰减的放大倍数；带通滤波器为了选择500Hz～2KHz的微弱信号；最后通过小信号峰值检测电路把正弦信号的幅度值检测出来。这种方案满足本设计的要求切实可行，故采用此方案。 4 峰值数据采集芯片的方案论证 方案一：选用宏晶公司的STC89C52单片机作为。优点在于价格便宜，但是对于本设计而言，必须外接AD才能实现，电路复杂。
信号编码技术
《无线局域网技术》讲义 第三讲信号编码技术 【回顾】 上次课我们主要学习了，无线传输介质中的无线电波、微波、光波以及红外线等，并且同学对各传输介质的特性做了详细介绍，同时我们信号的传输问题，一块学习全向天线和有向天线。另外，只要我们的天线进行电磁能的转换，只要经信息的发送和接受，就会出现信号的衰减，在不能的移动环境中，信号的电磁能的衰减是有所不同的。 为了能够更好的保证数据的传输，我们必须对多数据进行处理。 例如，古代人利用点燃烽火台而产生的滚滚狼烟，向远方军队传递敌人入侵的消息，这属于光信号；当我们说话时，声波传递到他人的耳朵，使他人了解我们的意图，这属于声信号；遨游太空的各种无线电波、四通八达的电话网中的电流等，都可以用来向远方表达各种消息，这属电信号。人们通过对光、声、电信号进行接收，才知道对方要表达的消息。 那么我们说的信号是指什么呢？信号是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。 【知识点1】信号编码方案 模拟信号是传播能量的一种形式，它指的是在时间上连续的(不间断)，数值幅度大小也是连续不问断变化的信号(传统的音频信号、视频信号)。如声波使它经过的媒体产生振动，可以以频率(以每秒的周期数或赫兹(Hz)为单位)测量声波。通过将二进制数表示为电脉冲(其中每个脉冲是一个信号元素)使数字信号通过媒体传输。线路上的电压在高低状态之间变化。例如，可以采用高电平传输二进制的1，采用低电平传输二进制的0。带宽是指每秒通过链路传输位数的术语。
图s-3描述了模拟和数字信号，其中模拟信号与数字信号等效。 在长距离传输时，信号由于衰减、噪声和导线束中其他导线的干扰而退化。模拟信号可以周期性地加以放大，但是如果信号受到噪声破坏，则放大的是失真信号。相比而言，由于可以很容易地从噪声中提取数字信号并重发，所以长距离传输数字信号更可靠。 数字数据传输利用PCM数字信道传输数据信号，首先要解决的问题是数据信号如何进入PCM话路的问题。主要通过两种方式：同步方式和异步方式。 同步方式利用PCM数字信道传输数据，如果数据信号与数字端局的时钟是同步的，这时，数据终端输出的数据信号是受PCM信道时钟控制的，因此只需对数据信号进行多路化处理即可。这里数据终端设备处于受控制的从属地位，因此灵活性差。 如果数据信号与数据端局时钟是异步的，这时数据信号可采用填充方式复用到64kbit/s的集合信号，这就是异步方式。 如上所述，数字数据借助于电脉冲传输。一一对应使用单脉冲表示一个位。它的效率是非常低的，因此已经开发了多种编码方案以使用电脉冲更高效地传输数字数据。结果大大提高了吞吐量。 这与使用旗语发送消息的情况相类似。比如说“信号旗升起”表示1，“信号旗降下”表示O。一种更有效的编码方案是“只在出现二进制1时升起或降下信号旗”。例如，如果信号旗已经举起，则把它降下来。不管信号旗是举起还是降下，它的运动才是指示器。这种方法还需要某种类型的定时(例如，每秒发送一位)。因此，在第一秒，信号旗升起
各种激励信号的设置及瞬态分析 2
实验三 各种激励信号的设置及瞬态分析 学院:物理与电子学院 班级:电信1105班 姓名:刘岩 学号:1404110729
一、实验目的 1、了解各种激励信号中参数的意义，掌握其设置方法。 2、掌握对电路进行瞬态分析的设置方法，能够对所给出的实际电路进行规 定的瞬态分析，得到电路的瞬态响应曲线。 二、实验内容 1、正确设置正弦信号、脉冲信号、周期性分段线性信号，参数自行确定，要求屏幕上正好显示4个完整周期的信号曲线。
5.0V 2.5V 0V 0s 2.0s 4.0s 6.0s8.0s V(C1:1) Time
10V 5V 0V 0s5s10s15s20s V(C1:1) Time 2、对下图单管放大电路进行瞬态分析，信号源采用正弦波，频率从1kHz 到20kHz任意选定。根据信号频率，合理选择分析结束时间，观测输出端的波 形，屏幕上正好显示5个完整周期的波形。
2.0V 0V -2.0V 0s100us200us300us400us500us V(C2:2) Time 10mV 0V -10mV 0s100us200us300us400us V(C1:1) Time
3、在瞬态分析的同时对输出节点（out）的电压波形进行傅里叶分析，分析计算到6次谐波。 FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(V_V1) DC COMPONENT = -1.719473E-08 HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE RMALIZED NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG) 1 1.000E+03 5.000E-03 1.000E+00 -3.067E-04 0.000E+00 2 2.000E+0 3 2.640E-08 5.281E-06 -1.587E+02 -1.587E+02 3 3.000E+03 1.869E-08 3.739E-06 1.675E+02 1.675E+02 4 4.000E+03 1.066E-08 2.133E-06 1.355E+02 1.355E+02 5 5.000E+03 4.034E-09 8.069E-07 1.563E+02 1.563E+02 6 6.000E+03 9.503E-09 1.901E-06 -1.748E+02 -1.747E+02 TOTAL HARMONIC DISTORTION = 7.118649E-04 PERCENT JOB CONCLUDED TOTAL JOB TIME .77 三、实验心得体会 通过本次实验,使我更充分的理解与观察了正弦信号、脉冲信号、周期性分段线性等各种信号下的波形，了解了他们的发生原理，加深了我们对这些工作信号更加直观的了解，并且对以后的学习打下了扎实的基础。 本次试验使我对信号的处理有了更深厚的兴趣。只需改变一个元器件，就能产生无穷多大信号变化，非常奇妙。
编码器信号讲解(分享借鉴)
编码器信号讲解 带UVW 信号的增量式光电编码器在控制器测速中的应用 增量式光电编码器基础 ●增量式光电编码器示意图 ●在码盘上均匀地刻制一定数量的光栅，光栅一侧固定有光接收传感器，另一侧有固定光源，使用时码盘随电机轴同步转动 ●码盘转动产生A 、B 和Z 信号，A 和B 存在90度的相位差，用以产生正交脉冲信号，测定位置增量，Z 信号每转一圈触发一个窄脉冲，用来做基准校准 QEP 信号解码 ●增量式旋转光电编码器输出A 、B （占空比50%）和Z 信号及其对应互补的差分信号，滤波后经差动放大器分别输出QEP_A、QEP_B和QEP_INDEX三路信号，接入到DSP 的QEI 模块这些波形的时序如下图
●根据A 、B 信号相位超前或滞后可以判断转向, 脉冲的上下沿捕捉可以产生4倍频信号提高编码器的分辨率,脉冲累加计数用来计算转子相对于Z 起始点的确切位置带定位信号U 、V 和W 信号的增量式光电编码器 ●U 、V 和W 信号用来给转子做初始定位,这三个脉冲互差120o电角度方波信号类似于直流无刷电机位置传感器HALL 的输出信号,在一个电角度周期,三个信号的输出组成6个状态,每个状态60o电角度 ●要使U 、V 和W 信号能判断转子的初始定位,需要将U 相信号上升沿和电机反电势和由 负到正过零点位置对齐 增量式光电编码器初始位置 ●编码器U 信号和Z 信号的关系 ●上面提及U 、V 和W 信号类似于直流无刷的HALL 传感器的信号,通常使用HALL 使用时已经把1个HALL 安装到 A 相电机绕组磁势轴线位置, 另外两个依次按照120o电角度顺序安装好,这样U 相信号上升沿和电机A 相反电势和由负到正过零点位置对齐,该位置定义为初始位置,此时。绕组 A 相轴线和转子 D 轴对齐 ●编码器安装好后, U 相信号上升沿位置也就确定, 所以编码器的初次安装一般而言需要 将U 相信号标定到A 相电机绕组磁势轴线位置 ●Z 信号触发信号通常而言和编码器U 相信号上升沿对齐, 如果有偏差, 需要加上校正因子,这样Z 信号就能反应电机的U 相反电势零点位置即初始位置的位置 ●编码器安装好后,编码器U 相信号和Z 触发信号的位置是固定的,和A 相绕组轴线存 在着对应关系,但电机转子的位置是随机的,可能在0到360o电角度6个扇区之间的任何一个位置,每个扇区的轴线与转子的 D 轴是随机的,定义该值θz 。θz 的物理含义是:每个扇区的轴线与转子 D 轴位置的差值。该差值是物理存在的,在矢量控制之前必须要学到转子相位初始化 ●对于采用带U,V,W 磁极信号的编码器来说, 采用这个编码器能够把一个电角度周期分 成6个区间。当系统上电时,检测U,V,W 三相的状态能够知道当前在哪个区间(0~5) , 从而得到θe=θZ+n*60+30. ●由于U,V,W 只能分辨60o电角度, 以0区间为例, 电角度表示范围在0~60o之间, 取其中间值30o代表当前位置
微弱信号的检测方案设计
微弱信号的检测方案设计 一、原理分析 针对微弱信号的检测的方法有很多，比如滤波法、取样积分器、锁相放大器等。下面就针对这几种方法做一简要说明。 方案一：滤波法。 在大部分的检测仪器中都要用到滤波方法对模拟信号进行一定的处理，例如隔离直流分量，改善信号波形，防止离散化时的波形混叠，克服噪声的不利影响，提高信噪比等。常用的噪声滤波器有：带通、带阻、高通、低通等。但是滤波方法检测信号不能用于信号频谱与噪声频谱重叠的情况，有其局限性。虽然可以对滤波器的通频带进行调节，但其噪声抑制能力有限，同时其准确性与稳定性将大打折扣。 方案二：取样积分器 取样积分法是利用周期性信号的重复特性，在每个周期内对信号的一部分取样一次，然后经过积分器算出平均值，于是各个周期内取样平均信号的总体便呈现出待测信号的真实波形。由于信号的取样是在多个周期内重复进行的，而噪声在多次重复的统计平均值为零，所以可大大提高信噪比，再现被噪声淹没的波形。 其系统原理图如图2-1所示。 Vo(t) Vr(t)
一个取样积分器的核心组件式是取样门和积分器，通常采用取样脉冲控制RC 积分器来实现，使在取样时间内被取样的波形做同步积累，并将累积的结果保持到下一次取样。 取样积分器通常有定点式和扫描式两种工作模式。定点式是测量周期信号的某一瞬态平均值，经过m 次取样平均后，其幅值信噪比改善为ni si n s V V m V V ；扫描式取样积分器利用取样脉冲在信号波形上延时取样，可用于恢复与记录被测信号的波形，由于其采样过程受到门脉冲宽度的限制，只有在门宽范围内才能被取样。 方案三：锁相放大器 锁相放大器也称为锁定放大器（Lock-In-Amplifier,LIA ）。它主要作为一个极窄的带通滤波器的作用，而非一般的滤波器。它的原理是基于信号与噪声之间相关特性之间的差异。锁相放大器即是利用互相关原理设计的一种同步相关检测仪，利用参考信号与被测信号的互相关特性，提取出与参考信号同相位和同频率的被测信号。锁定放大器可在比被测信号强100dB 的噪声干扰中检测出有用信号。其原理框图如图2-3。 锁相放大器的核心部件是鉴相器，它实现了被测信号与参考信号的互相关运算。它把输入信号与参考信号进行比较，当两个信号相位完全 放大器 带通滤波 鉴相器 低通滤波器 移相器 本地振荡器 Vs(t)+Vn(t V o
CST中定义激励信号的vba编程方法
Faq-020802: 定义激励信号 1) CST MWS自带的激励信号 在整个时域仿真过程中，时域求解器通过时间信号的激励来计算空间上各个时刻的场值。因此任何一个用于时域仿真的结构都至少应该含有一个用于场输入和输出的端口。 将仿真结构抽象为含有一个输入端口和一个输出端口的系统，根据输入信号i1，输出信号o2,1和反射信号o1,1，以及这些信号的频域值即可得系统特性，并最终设计出需要的系统结构。因此，时域仿真过程中选择合适的激励信号是很重要的。 在MWS的时域求解过程中，定义激励端口后，系统会给出缺省的激励信号，该缺省的激励信号是由仿真的频率范围决定的高斯脉冲信号。 如上图所示，高斯脉冲信号的频谱仍是高斯函数。高斯脉冲带宽是有限的，因此可以确保整个频带上网格的生成，有利于求解器在整个频带上对所有频点进行采样。另外，高斯脉冲的频谱在带宽中不含有零点，故高斯脉冲信号可以在其频带上可以准确地计算S参量。因此对S参量的求解等，该缺省的高斯脉冲就足够了。 微波工作室?的信号库中含有几个预先定义好的激励信号，可供用户选择。 完成结构建模，并设置好仿真频率等仿真参数后，点击导航树?Excitation Signals即可查看当前缺省设置下的激励信号。 如果对缺省的激励信号不满意，还可以在导航树的Excitation Signals上点击右键，选择右键菜单中的Load from Signal Library.....打开信号库（Load New Excitation Signal From Library）选择需要的激励信号。
在下图的信号库对话框中选择需要的激励信号后，点击Apply按钮即可完成信号的加载，在以后的仿真中，可以从求解器对话框中加载该信号对结构进行激励。 2) 自定义激励信号 如果信号库中的信号都不能符合仿真要求，您还可以自己定义需要的激励信号。 完成结构建模，并设置好仿真频率等仿真参数后，在导航树的Excitation Signals上点击右键选择右键菜单中的New Excitation Signal...... 在打开的Excitation Signal对话框中选择Gaussian选项即可通过设定频率范围Fmin和Fmx来定义高斯脉冲信号，选择Rectangular选项即可通过指定信号的上升（Trise）、下降（Tfall）、保持（Thold）以及总激励时间（Ttotal）来定义矩形脉冲信号，并可以在Name栏中为定义的激励信号指定一个您喜欢的名字，这里我们定义一个矩形脉冲，并将名字命名为rectangular。
微弱信号的检测提取及分析方法
https://www.wendangku.net/doc/1b17023632.html,/detail/kerenigma/4462916全部代码和工程报告 基于多重自相关的微弱信号检测及提取方法研究Study on Weak Sigusodial Signal Based on Multi-layer Autocorrelation
目录 一摘要 二选题背景与目的 三实验特点与原理 3.1高斯白噪声 3.1.1概念： (5) 3.1.2基本数字特征及其Matlab实现： (5) 3.2检测及提取方法的原理 3.2.1自相关检测方法 (6) 3.2.2多重自相关法 (7) 3.3本实验采取的微弱信号检测及提取的方法 四实验设计与实现 4.1高斯白噪声的产生与数字特征 4.1.1产生 (8) 4.1.2均值 (8) 4.1.3 方差 (9) 4.1.4 均方值 (9) 4.1.5 自相关函数 (9) 4.1.6 频谱（傅里叶变换）： (10) 4.1.7 功率谱密度： (10) 4.2 原始正弦信号的产生与数字特征 4.2.1 产生 (10) 4.2.2均值 (11) 4.2.3方差 (11) 4.2.4均方值 (11) 4.2.5自相关函数 (11) 4.2.6频谱（傅里叶变换） (11) 4.2.7功率谱密度 (12) 4.3 混合信号的产生与提取 4.3.1混合信号产生 (12) 4.3.2 混合信号的部分数字特征 (13) 4.3.3信号的提取与分析 (14) 五实验结论 六参考文献 七附件 analysis.m extract.m
一摘要 摘要：对高斯白噪声的主要数字特性进行了分析，并通过对在高斯白噪声环境下的正弦信号的检测与提取。并利用Matlab工具，通过wgn 函数生成高斯噪声，通过多重自相关方法，对高斯白噪声环境下的正弦信号进行分析与提取，并给出仿真结果。 关键字：随机信号，弱信号检测提取，多重自相关
信号注入法小电流接地故障保护中注入信号检测技术研究
信号注入法小电流接地故障保护中注入信号检测技术研究 李盼盼，潘贞存，陈 青,丛 伟，施啸寒 （山东大学电气工程学院，济南 250061） 摘 要：针对基于信号注入法的小电流接地故障保护中注入信号由于幅值较小、干扰严重而导致检测困难的现状，研究了一种模拟滤波和数字滤波相结合的注入信号检测方法，分别设计了模拟滤波器和数字滤波器，分析了各自的传递函数特性，采用PSPICE和MATLAB分别对模拟滤波器和数字滤波器的工作特性进行了仿真，仿真结果表明，本文所研究的注入信号检测方法具有较高的灵敏度和可靠性，完全能够满足现场应用的要求。 关键词：注入信号小电流接地系统信号检测滤波器 0 引言 通过电压互感器的二次侧注入特殊信号进行小电流接地故障选线原理自上世纪90年代初被提出以来，已获得了较为广泛的应用。理论上该方法具有较高的选线准确率，并能够进行故障定位。但由于注入信号微弱，加之现场运行环境恶劣，难于准确提取出注入信号，致使容易出现误选或漏选等选线失败的现象，特别是过渡电阻较大且系统对地分布电容也较大时，对选线的准确率的影响也进一步增大。 与配网自身的高电压、大电流相比，注入信号不仅量值很小、而且能量很低，因此，能否准确、可靠的检测出注入信号，是保证选线准确率的根本。本文设计了一种模拟滤波与数字滤波相结合的信号处理方法，通过设计不同特性的滤波器，能够可靠的将弱信号与强信号分离，并通过仿真试验验证了信号检测的效果。 1 信号注入法基本原理与注入信号的选取 信号注入法是在发生单相接地故障后向系统注入特殊频率的信号，通过跟踪、检测注入信号的路径和特征来实现故障选线。系统正常运行时，三相对称，系统中没有零序分量；线路发生金属性单相接地故障后，故障相对地电压降为零，两非故障相电压升高为线电压，零序电压升高为相电压。此时TV的故障相一次绕组被短接，其二次绕组中也无感应电压，使TV的故障相在故障期间处于“闲置”状态。利用这一特点，可以通过TV 的故障相二次侧将信号电流注入到故障系统中[1]。注入信号仅在故障线路中流通，且越过接地点后注入信号不再存在，只要检测各出线中有无注入信号电流，便可找出故障线路[2]，这就是信号注入法选线的基本原理。 从TV二次侧注入的信号电流感应到一次系统中，实质上是人为增加了故障系统的零序电流，因此需保证在不影响配电系统的正常运行的前提下合理的选择注入信号的幅值和频率，并分析不同幅值频率对检测环节的影响。 1.1注入信号幅值的选取 对注入信号幅值的选取首先要不影响配电系统的正常运行，其次要考虑到TV的容量有限，注入信号过大容易烧毁二次保险，另外由于信号源本身经济性的制约，注入信号源宜向系统提供幅值相对较小的信号。具体幅值的大小还要考虑过渡电阻、系统分布电容、系统中性点接地方式、系统电压等级等诸多因素的影响，确保在极端的故障情况下也能可靠检测到注入信号电流[3]。 假设系统电压等级为10kV、TV变比为100：1，注入信号装置输出的电流为5A，则耦合到一次系统后注入信号的大小为0.05A，再经过零序TA耦合进入保护，设TA变比为50：1，最终进入保护的电流大小为1mA，此电流是未考虑其他影响因素分流前的结果。如此微弱的信号对检测技术提出了更高的要求，如何从相差千倍以上的工频电流中提取微弱的注入信号成为了应用该原理需要解决的关键问题。 1.2注入信号频率的选取 注入信号频率的选取主要取决于以下几个因素：（1）注入信号的频率必须与电网的固有频率相区分；（2）注入信号的频率不能太低，否则易受电力系统中工频和直流分量的影响，检测误差增加；注入信号的频率也不能太高，否则会使得系统容抗变大，降低检测灵敏度[4]；（3）为了满足数字滤波器的设计要求，在工频信号的一个采样周期内，对注入信号的采样点数也应为整数，且满足采样定理的要求。 在许多文献中提出了应用20Hz[4]，60Hz[5]、220Hz[6]等频率的信号。选用20Hz主要是为了减
路面激励信号
4.4路面激励信号的描述 通常情况下，车辆振动主要来自于三方面因素的影响[3]： 路面的不规则度对车辆的干扰激励； 由加速、制动、转向等运动状态变化和由阵风引起的空气动力载荷造成的车身振动； 动力传动系的扭转振动通过耦合而诱发的整车振动。 其中路面的不规则度是车辆行驶中，产生振动的主要原因，而后两种振动方式的存在都需要一定条件，而且形成的机理与分析较为复杂，因此在大多数车辆平顺性研究中，都以路面的不规则度作为车辆悬架系统的外界干扰输入。 一般情况，路面输入大致可以分为连续振动和冲击作用两类： 连续振动：指沿道路长度方向的连续激励，例如沥青路面、搓板路面； 冲击作用：指在较短时间内的离散事件，并且有较高的强度，如坑洞、猫眼式反光路标、混凝土路面的裂缝等。 结合本课题研究的需要，本文主要采用三种路面激励信号。根据其性质的不同，分成确定性路面信号和随机性路面信号两类。 4.4.1 确定性路面信号 车辆悬架的基本性能一般可由式（4-12）所示的谐波激励下系统的频率响应来描述。 )2sin(ft a x m in π= （4-12） 其中，a m 和f 分别代表是幅值和频率。由于系统在固有共振频率点将产生最大的振幅，为此，本论文在系统时域响应的研究中，所选取的频率f 在第一共振频率点f n-s0附近（1.5Hz 左右），主要用于评价车辆平顺性（驾乘的舒适性）。 对于非线性系统，恒定幅值的谐波激励会导致在高频下产生较大的加速度激励信号，这会引起较大的惯性力和悬架部件的饱和。因此，理想的情况应该是在高频时限制位移谐波激励信号的幅度。为此，在本文中采用了分段谐波激励信号[52]，以满足在高频时限制位移谐波信号幅值的要求。如式（4-13）所示 ???>≤=T T m T m in f f ft f f a f f ft a x )2sin()/( )2sin(ππ （4-13） 上述函数在低频f ≤ f T 时产生恒定幅值激励信号，在高频f> f T 时产生恒定加速度激励信号。其转折频率f T 选为2.1Hz ，是第一共振频率f n-s0的2倍，选择的激励频率范围从0到15Hz ，涵盖了车辆平顺性分析的主要频率范围。 车辆在行使的过程中经常遇到路面坑洼状态，不可避免的会对车辆会产生冲击的干扰。为了衡量车辆悬架的冲击隔离特性，本论文采用了平滑脉冲信号激励进行评价[52]。该激励信号由（4-14）式给出：
微弱信号检测技术概述
1213225 王聪 微弱信号检测技术概述 在自然现象和规律的科学研究和工程实践中, 经常会遇到需要检测毫微伏量级信号的问题, 比如测定地震的波形和波速、材料分析时测量荧光光强、卫星信号的接收、红外探测以及电信号测量等, 这些问题都归结为噪声中微弱信号的检测。在物理、化学、生物医学、遥感和材料学等领域有广泛应用。微弱信号检测技术是采用电子学、信息论、计算机和物理学的方法, 分析噪声产生的原因和规律, 研究被测信号的特点和相关性, 检测被噪声淹没的微弱有用信号。微弱信号检测的宗旨是研究如何从强噪声中提取有用信号, 任务是研究微弱信号检测的理论、探索新方法和新技术, 从而将其应用于各个学科领域当中。微弱信号检测的不同方法 ( 1) 生物芯片扫描微弱信号检测方法 微弱信号检测是生物芯片扫描仪的重要组成部分, 也是生物芯片技术前进过程中面临的主要困难之一, 特别是在高精度快速扫描中, 其检测灵敏度及响应速度对整个扫描仪的性能将产生重大影响。 随着生物芯片制造技术的蓬勃发展, 与之相应的信号检测方法也迅速发展起来。根据生物芯片相对激光器及探测器是否移动来对生物芯片进行扫读, 有扫描检测和固定检测之分。扫描检测法是将激光器及共聚焦显微镜固定, 生物芯片置于承片台上并随着承片台在X 方向正反线扫描和r 方向步进向前运动, 通过光电倍增管检测激发荧光并收集数据对芯片进行分析。激光共聚焦生物芯片扫描仪就是这种检测方法的典型应用, 这种检测方法灵敏度高, 缺点是扫描时间较长。 固定检测法是将激光器及探测器固定, 激光束从生物芯片侧向照射, 以此解决固定检测系统的荧光激发问题, 激发所有电泳荧光染料通道, 由CCD捕获荧光信号并成像, 从而完成对生物芯片的扫读。CCD 生物芯片扫描仪即由此原理制成。这种方法制成的扫描仪由于其可移动, 部件少, 可大大减少仪器生产中的失误, 使仪器坚固耐用; 但缺点是分辨率及灵敏度较低。根据生物芯片所使用的标记物不同, 相应的信号检测方法有放射性同位素标记法、生物素标记法、荧光染料标记法等。其中放射性同位素由于会损害研究者身体, 所以这种方法基本已被淘汰; 生物素标记样品分子则多用在尼龙膜作载体的生物芯片上, 因为在尼龙膜上荧光标记信号的信噪比较低, 用生物素标记可提高杂交信号的信噪比。目前使用最多的是荧光标记物, 相应的检测方法也最多、最成熟, 主要有激光共聚焦显微镜、CCD 相机、激光扫描荧光显微镜及光纤传感器等。 ( 2) 锁相放大器微弱信号检测 常规的微弱信号检测方法根据信号本身的特点不同, 一般有三条途径: 一是降低传感器与放大器的固有噪声, 尽量提高其信噪比; 二是研制适合微弱检测原理并能满足特殊需要的器件( 如锁相放大器) ;三是利用微弱信号检测技术, 通过各种手段提取信号, 锁相放大器由于具有中心频率稳定, 通频带窄,品质因数高等优点得到广泛应用。常用的模拟锁相放大器虽然速度快, 但是参数稳定性和灵活性差, 而且在与微处理器通信时需要转换电路; 传统数字锁相放大器一般使用高速APDC 对信号进行高速采样, 然后使用比较复杂的算法进行锁相运算, 这对微处理器的速度要求很高。现在提出的新型锁相检测电路是模拟和数字处理方法的有机结合, 这种电路将待测信号和参考信号相乘的结果通过高精度型APDC 采样,
汽车FM收音的弱信号处理
汽车FM收音的弱信号处理
前言
当把收音机安装在汽车上，就碰到很多问题，由于电台覆盖的区域是有 限的，无线电波传播途径经过高山或建筑物会被衰减，还会接收到经过 反射的电波，所以在汽车上收听的广播会有很多杂音，影响乘客的收听 广播的舒适感。 现在的FM收音在弱信号处理有很多技术，以改善司乘人员收听广播的舒 适感。如软静音（soft mute）、高音衰减（high cut）、立体声融合 （stereo blend）、多路径干扰（multipath）、动态带宽控制等等。大大 改善了实际的听感。
2
软静音（soft mute）
软静音（soft mute）： 软静音的目的是在弱信号的时候，信噪比差，杂音大，影响听感的情况 下，自动降低音量输出，以减少司乘人员的不适感。 现在是有邻频干扰和多路径干扰也会启动软静音。 对应的测试参数是：-3dB限幅（Limited -3dB）
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高音衰减（high cut）
高音衰减（high cut）： 高音衰减，顾名思义就是衰减高音，在弱信号的时候，信噪比变差，高 频噪声较多，也更影响听感。这一功能就是根据信号强度来衰减高音， 改善信噪比和听感。 现在有邻频干扰和多路径干扰也会启用。 测试报告没有对应的指标，主要在路试中调整。 测试这项功能可以在不同的信号强度测试频响。
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立体声融合（stereo blend）
立体声融合（stereo blend）： FM 立体声广播的特性是：信号强的时候，信噪比好，频响宽，接近CD 的音质效果；在信号弱的时候，信噪比下降很快，把立体声分离度降低 能大大改善信噪比。这是由FM立体声调制方式所决定的。 所以在有软静音和高音衰减之后又增加了立体声融合的功能。更好地改 善司乘人员的听感。 立体声融合就是在信号变弱的时候逐渐减小分离度，弱到一定程度就完 全变成单声道。在没有这个功能之前是用一个立体声/单声道开关切换， 听到噪声多就人工切换的单声道，有了这个功能就能自动完成了。 现在是有邻频干扰和多路径干扰也会启动立体声融合。 对应的测试参数是：10dB（6dB）分离度（Single track-stereo-switching）
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各种激励信号的设置及瞬态分析
中南大学 CAD实验 题目各种激励信号的设置及瞬态分析学生姓名 指导教师 学院 专业班级 学生学号 年月日
一、实验目的 1、了解各种激励信号中参数的意义，掌握其设置方法。 2、掌握对电路进行瞬态分析的设置方法，能够对所给出的实际电路进行规 定的瞬态分析，得到电路的瞬态响应曲线。 二、实验内容 1、正确设置正弦信号、脉冲信号、周期性分段线性信号，参数自行确定，要求屏幕上正好显示4个完整周期的信号曲线。 （1）正弦信号voff=1v, vampl=2v, vfreq=1khz, phase=60, df=0, td=0 （2）脉冲信号Pulse:v1=1v, v2=3v,per=2s, pw=1s,td=1s,tf=0.6s,tr=0.2s （3）PWL(piece-wise Linear) t1=0s, t2=1s, t3=1.2s,t4=1.3s, t5=2s, t6=3.5s
t7=4s,t8=4.5s V1=0, v2=2, v3=0.5, v4=2, v5=1, v6=3, v7=1, v8=2 2、对下图单管放大电路进行瞬态分析，信号源采用正弦波，频率从1kHz 到20kHz任意选定。根据信号频率，合理选择分析结束时间，观测输出端的波形，屏幕上正好显示5个完整周期的波形。
设置如下：正弦信号：voff=1v, vampl=2v, vfreq=1khz, phase=60, df=0, td=0 3、在瞬态分析的同时对输出节点（out）的电压波形进行傅里叶分析，分析计算到6次谐波。 FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(OUT) DC COMPONENT = 2.174553E+00 HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG) 1 1.000E+03 5.468E+00 1.000E+00 -1.190E+0 2 0.000E+00 2 2.000E+0 3 1.451E+00 2.653E-01 -1.466E+02 9.135E+01 3 3.000E+03 1.265E+00 2.314E-01 5.004E-01 3.574E+02 4 4.000E+03 1.192E+00 2.180E-01 -2.589E+01 4.500E+02 5 5.000E+03 2.318E-01 4.240E-02 1.074E+02 7.022E+02