DSP实现集成光学电场传感信号的降噪研究

发布时间：2017-09-21 03:21

  本文关键词：DSP实现集成光学电场传感信号的降噪研究

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【摘要】：随着电子与通信技术的快速发展,各种电气设备、电子产品已经完全融入了人们的生产、生活,并带来了生产力进步和为人们提供了便利。但同时,它们时刻都在产生着电磁辐射并面临着各式各样的电磁干扰问题。我们需要对环境中的电磁情况进行测量,从而对正常的生产生活进行指导,以降低电磁辐射对人体健康造成的威胁,确保电子、电气设备的稳定运转。在使用传统的电场传感器进行电场测量时,探头的引入会对被测环境造成不同程度的干扰,导致测量结果不准确。集成光波导电场传感器的出现完美的解决了这个问题。它利用晶体的普克尔效应设计而成。它能将空间的电磁信号调制到特定波段的光载波上进行传输,并可通过光电转换模块实现解调,进而恢复得到电信号。集成光波导电场传感器以其优越的性能,在通信、电力等领域得到了广泛应用。集成光波导电场传感系统中探测到的电场信号叠加了部分噪声,且波尾部分振荡比较严重,对后期的波形分析、处理等造成不便,所以要对探测到的电场传感信号进行降噪处理和适当的波形恢复。本文以1.2 μs/50 μs的雷电高压脉冲为典型信号进行了分析,并设计了一套由软、硬件构成的DSP降噪系统,实现了对集成光学电场传感信号的实时采集、捕捉、处理和输出。经测试,所设计的系统能较好的完成雷电高压脉冲信号的处理且降噪效果明显。本文在对原始信号及传感信号两者波形和频谱成分分析的基础上,根据其特点,在软件上对捕获到的电场传感信号进行了FIR滤波处理和滑动平均值处理,进而将处理后的波形输出到示波器上进行显示,并对处理前后的波形进行了对比。
【关键词】：电场传感信号 降噪 有限冲击响应 滑动平均算法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.4;TP212
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 简缩字表14-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 电场传感器的发展与现状15-16
• 1.2 集成光波导电场传感器原理16-19
• 1.3 数字信号处理技术19-20
• 1.4 本论文的研究意义与结构安排20-21
• 第二章 集成光学电场传感信号降噪算法分析21-34
• 2.1 雷电高压脉冲波形分析21-27
• 2.1.1 标准雷电高压脉冲波形分析21-24
• 2.1.2 染噪雷电高压脉冲波形分析24-27
• 2.2 降噪算法27-30
• 2.2.1 FIR滤波算法28-30
• 2.2.2 滑动平均值算法30
• 2.3 降噪系统方案30-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 基于DSP的电场传感信号降噪系统设计34-60
• 3.1 DSP系统设计与开发流程34-35
• 3.2 硬件电路设计35-47
• 3.2.1 电源模块36-37
• 3.2.2 DSP模块37-40
• 3.2.3 CPLD模块40-41
• 3.2.4 AD和DA模块41-43
• 3.2.5 信号调理电路和平滑电路43-45
• 3.2.6 外部存储器模块45-47
• 3.3 DSP软件程序设计47-55
• 3.3.1 驱动程序设计49-54
• 3.3.2 算法软件设计54-55
• 3.4 接口设计55-59
• 3.4.1 SPI接口设计56
• 3.4.2 时序仿真56-59
• 3.5 本章小结59-60
• 第四章 DSP降噪系统实验60-74
• 4.1 系统调试60-64
• 4.2 实验结果分析64-72
• 4.3 本章小结72-74
• 第五章 总结与展望74-75
• 5.1 全文总结74
• 5.2 后续工作展望74-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 个人简介79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 陈绍东;王孝波;李斌;杨少杰;;标准雷电波形的频谱分析及其应用[J];气象;2006年10期

2 魏晓云,陈杰,曾云;DSP技术的最新发展及其应用现状[J];半导体技术;2003年09期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 贺冲;雷电探测系统信号预处理与定位方法研究[D];华中科技大学;2009年

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本文编号：892085