强噪声背景下低功耗微弱信号检测系统设计开题报告
2021-12-13 20:52:16
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
强噪声背景下的微弱信号检测在物理、化学、生物医学、遥感和材料学等领域具有重要意义。在现代科技研究中,例如地震的预测、卫星信号的接受以及生物电信号的测量等,科研人员常常要面对毫伏级别甚至微伏级别的微弱信号问题,这些问题的实质都是噪声中微弱信号的检测问题。微弱信号检测将电子线路分析、信号与系统、计算机语言综合应用,寻找提取淹没在噪声信号中有用的微弱信号的方法,从而使这项技术应用于各个科学领域当中。
对于各种微弱的测量量,一般通过相应的传感器将其转换为微电流或微电压,在经过放大器放大幅度达到预期被测量的大小。但是,放大被测信号必然会放大夹杂在其中的噪声;并且噪声幅度可能较大;噪声信号的频率可能和待检测信号的频率非常接近,这使得提取有效信号变得异常困难;只有在有效抑制噪声的前提下,才能更加有效提取待检测的信号。为了达到这样的目的,必须研究微弱信号检测理论、方法和设备。研制新的检测设备是目前技术领域的一个热点。
2. 研究的基本内容
分析微弱信号检测的原理,根据信号的周期性、噪声的随机性,提出能够改善信号信噪比的检测方法是该检测技术的最终目的。因此本文给出了一种利用微控制器实现微弱信号检测算法的方案,弥补了传统微弱信号检测装置中模拟器件的缺点:体积大、成本高、不可调整。论文的主要工作为:
(1)对系统整体设计进行了详细的论述
(2)对衰减网络、直流放大器、带通滤波以及相敏检波各个模块原理的分析推导以及硬件电路的设计
3. 实施方案、进度安排及预期效果
(1)2015.11-2016.2 查阅微弱信号检测装置的相关资料,完成论文的概述部分的写作
(2)2016.2-2016.3 完成论文的硬件电路设计及仿真,并制作实际的电路系统,完成系统以及各个模块部分的论文写作
(3)2016.3-2016.4 对实际的电路系统进行测试,不断发现系统中存在的问题并予以完善,完成论文最后数据的收集以及分析的写作
4. 参考文献
[1]高晋占.微弱信号检测[m].清华大学出版社,2009,1-5.[2]沈建华,杨艳琴.msp430系列16位超低功耗单片机原理与实践[m].北京航空航天大学出版社.2008.
[3]于丽霞,王福明.微弱信号检测技术综述.信息技术,2007.2
[4]行鸿彦,徐 伟.混沌背景中微弱信号检测的神经网络方法[j] .物理学报,2007,56(7):3771-3776.
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