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基于线性正则变换的函数空间中模拟信号压缩感知

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基于线性正则变换的函数空间中模拟信号压缩感知

作者：宋维斌哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

经典傅里叶变换是一种基本的信号与系统分析工具,在平稳信号与时不变系统分析中占据着重要的作用。然而,对于非平稳信号和时变系统,傅里叶分析通常只能得到近似的结果,并不一定是最优的。为此,在傅里叶分析基础上涌现出一系列新型的信... 详细信息

经典傅里叶变换是一种基本的信号与系统分析工具,在平稳信号与时不变系统分析中占据着重要的作用。然而,对于非平稳信号和时变系统,傅里叶分析通常只能得到近似的结果,并不一定是最优的。为此,在傅里叶分析基础上涌现出一系列新型的信号变换,极大丰富了经典信号处理的理论体系。其中,线性正则变换作为傅里叶变换的广义形式,为信号分析和处理提供了崭新的视角,近年来在信号处理领域备受关注,广泛应用于滤波器设计,雷达系统分析,时频分析,加密和通信等方面。采样作为信号处理的一个基础性问题,是线性正则变换得以实际应用的基础。然而,现有线性正则变换采样理论承袭了经典香农采样定理的思想,在进一步降低采样率上存在着瓶颈效应的制约。受近年来信号处理领域出现的压缩感知理论的启发,在采样和信号重构过程充分考虑信号的稀疏特征,从而能够有效克服这一瓶颈。鉴于此,本文从函数空间的角度,结合信号在线性正则变换下所呈现出的稀疏特征,构建了模拟信号的压缩感知理论,得到的主要结果可以归结为以下几个方面:首先,从线性正则变换域带限函数空间的角度,建立了稀疏多谱线和稀疏多频带信号模型。基于此,提出了线性正则变换域带限模拟信号的压缩采样与重构方法,并通过数值分析进行了仿真验证。其次,构建了线性正则变换下信号稀疏表示的不确定性原理,分析了基函数的最小相关值和不确定关系的紧致性。之后,基于不确定性原理证明了信号在两组基函数的联合稀疏表示下具有唯一性,为建立线性正则变换域一般函数空间中模拟信号的压缩感知奠定了理论基础。最后,从线性正则变换域一般函数空间出发,利用信号在函数空间中的稀疏特性,结合压缩感知理论提出了无带限条件约束的模拟信号压缩采样与重构方法。并以具体的实例通过数值分析阐明了所提压缩采样与重构方法的机理,验证了理论分析的结果。

关键词：线性正则变换模拟信号压缩感知采样与重构模拟信息转换

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载波技术下电能计量仪表异常并行检测方法

电气时代 2024年第5期 100-103页

作者：王冬阳欧宇航范小龙胡明辉深圳供电局有限公司中能囯研(北京)电力科学研究院

由于载波技术是利用已有的电力线路,将模拟信号、数字信号以载波的形式,以较快的速度传送,不需再建立网路,只需有导线即可完成资料传送,能够解决传统的电能计量仪表异常检测存在检测准确度不高、错误率高等问题,提出载波技术下电能计量... 详细信息

由于载波技术是利用已有的电力线路,将模拟信号、数字信号以载波的形式,以较快的速度传送,不需再建立网路,只需有导线即可完成资料传送,能够解决传统的电能计量仪表异常检测存在检测准确度不高、错误率高等问题,提出载波技术下电能计量仪表异常并行检测方法。首先,在载波技术下完成电能数据远程采集系统的设计,并实行电能数据的采集;其次,通过多维模糊C均值聚类算法对采集到的电能数据实行分类处理。

关键词：模糊C均值聚类算法载波技术并行检测数字信号电能计量仪表检测准确度模拟信号分类处理

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频谱分析仪的模拟解调功能软件设计

信息技术与信息化 2024年第6期 107-110页

作者：丁鹏中电科思仪科技股份有限公司山东青岛266555

模拟调制参数的测量主要用于信号发生器的模拟调制计量检验、FM或AM发射机的性能测试。传统的使用模拟解调器或者频谱分析仪进行调制信号测量的方式已经不能满足高精度的计量检验要求。提出一种基于频谱分析仪的全数字的模拟信号解调分... 详细信息

模拟调制参数的测量主要用于信号发生器的模拟调制计量检验、FM或AM发射机的性能测试。传统的使用模拟解调器或者频谱分析仪进行调制信号测量的方式已经不能满足高精度的计量检验要求。提出一种基于频谱分析仪的全数字的模拟信号解调分析方法,将FPGA采集到的中频IQ数据直接发送给上层主机软件,由上层主机软件负责整个信号的解调,并显示解调结果。所提出的方法使用了全数字的解调模式,大大降低了FPGA的存储量及工作量,且可同时显示射频图谱、音频图谱、音频波形,直观显示模拟信号的解调结果。

关键词：频谱分析仪模拟信号解调分析 IQ数据软件设计

基于无线传感器采集数据的起搏器可靠性检测系统设计

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微型电脑应用 2024年第3期40卷 64-67页

作者：宋建英张爱爱李飞星韩伟易梦阳李方江河北北方学院附属第一医院河北张家口075000

为了保障起搏器的有效性和安全性,减少起搏器故障发生概率,设计基于无线传感器采集数据的起搏器可靠性检测系统。无线传感器采集起搏器心电信号,并对信号进行增强处理,通过应力分析法实现起搏器可靠性检测,并生成检测评估报告提供至人... 详细信息

为了保障起搏器的有效性和安全性,减少起搏器故障发生概率,设计基于无线传感器采集数据的起搏器可靠性检测系统。无线传感器采集起搏器心电信号,并对信号进行增强处理,通过应力分析法实现起搏器可靠性检测,并生成检测评估报告提供至人机交互界面。经实验验证:该系统可精准采集正向、反向心脏阻力时起搏器的心电信号数据,还能够精准检测正常与异常起搏器之间的电压变化,同时能够快速、有效地检测出起搏器的多种类型故障,衡量起搏器运行可靠性。

关键词：无线传感器起搏器可靠性检测信号放大器模拟信号

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全光纤高速模拟信号偏振态测量系统的研究

全光纤高速模拟信号偏振态测量系统的研究

作者：孙明璇北京交通大学

学位级别：硕士

随着高速光纤通信以及光纤传感系统的发展,偏振态(SOP)的作用越发重要,尤其是为了研究偏振模色散对光纤通信系统的影响,以及准确快速测量偏振光时域反射计(P-OTDR)待测信号的偏振态,对模拟信号的高速测量提出了更高的要求。而现在最先... 详细信息

随着高速光纤通信以及光纤传感系统的发展,偏振态(SOP)的作用越发重要,尤其是为了研究偏振模色散对光纤通信系统的影响,以及准确快速测量偏振光时域反射计(P-OTDR)待测信号的偏振态,对模拟信号的高速测量提出了更高的要求。而现在最先进的商用偏振分析仪能够测量的最高的模拟信号速率也不超过1MHz。为此,本文对高速模拟信号偏振态的测量进行了实验研究。首先,深入研究了光电探测器放大电路,制作了能够进行四路信号差分探测的光电探测器,能够实现0-50MHz模拟信号的无失真探测。为实验系统提供了高性能的探测器。其次,研究了基于铌酸锂相位调制器的偏振调制器的工作原理,并进行了仿真,明确了调制后偏振光Stokes矢量各参量的变化曲线,为实验结果的分析提供了理论基础。最后,设计并搭建了基于光纤偏振控制器(PC)、偏振分束器(PBS)以及模拟光电探测器的全光纤高速偏振态测量系统,解决了时间同步和功率均衡等问题。用搭建的系统对0-50MHz模拟信号的偏振态进行了测量,并与商用偏振分析仪进行了误差比较。实验与分析表明：此系统可实现速率0-50MHz模拟信号Stokes参量的准确测量,显示在邦加球上的测量误差半径在0.03以下,与商用偏振分析仪处于同一量级。系统重复性良好,可测模拟信号的速率远超目前商用偏振分析仪,为高速模拟信号光的偏振态提供了有效测量手段。

关键词：光学测量光偏振态测量模拟信号高速 Stokes参量

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GTET-I模拟信号采集板的改进

石油天然气学报 2005年第S1期27卷 199-200,7页

作者：陈慧江汉石油管理局测井工程处湖北潜江433123

分析了哈里伯顿公司生产的GTET-I测井仪在现场应用中存在的一些主要问题,针对GTET-l在处理井下张力(DTD)信号时,不稳定,信号干扰大的情况进行分析,查出原因。通过对原电路改进后, 彻底解决了问题,保证了测井仪器所采集的资料真实可靠。

关键词：井下张力测井模拟信号

WIFI模拟信号远距离传输射频单元设计与验证

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WIFI模拟信号远距离传输射频单元设计与验证

作者：王亚赟电子科技大学

学位级别：硕士

为降低局域网大面积覆盖的实施成本,通过模拟信号远距离传输实现的WiFi芯片是推行其商业化的关键技术之一。论文搭建WiFi模拟信号远距离传输射频单元对芯片的可行性进行分析。射频单元采用网线进行最大距离100m的拉远传输,其中,可用频... 详细信息

为降低局域网大面积覆盖的实施成本,通过模拟信号远距离传输实现的WiFi芯片是推行其商业化的关键技术之一。论文搭建WiFi模拟信号远距离传输射频单元对芯片的可行性进行分析。射频单元采用网线进行最大距离100m的拉远传输,其中,可用频段少、热噪声高、频率选择性衰落是网线拉远传输带来的主要挑战。论文根据802.11n和802.11ac协议规范,研究了射频单元的关键技术。主要工作内容包括:第一,论述了WiFi模拟信号远距离传输分布式架构的三种解决方案。分析对比了超外差变频方案、复数I-Q变频方案和基带直接产生低中频方案的优缺点。结合方案实施难度和成本问题,确定了射频单元采用超外差变频方案。第二,依据总体需求和射频指标分析结果,完成射频单元设计。首先,根据商用AP性能指标及802.11ac/802.11n协议规范,提炼出WiFi模拟信号远距离传输射频单元的总体需求。然后,对射频电路的发射EVM、非线性、接收动态范围和噪声系数等关键射频指标进行分析和总结。最后,选取合适的射频器件完成射频收发通道、时钟单元、实时控制单元、信道配置单元及控制单元的设计,并对各单元相关射频指标进行预算。第三,搭建测试环境完成指标测试。射频单元在系统测试环境下,发射通道性能表现为:20MHz带宽的802.11n WiFi信号发射EVM小于-36.2dB,80MHz带宽的802.11ac WiFi信号发射EVM小于-38.65dB。整机接收通道性能表现为:20MHz带宽的802.11ac WiFi信号接收动态范围为-2080.3dBm。开放环境下,802.11n 4×3 MIMO空口打流速率稳定在138Mbps,802.11ac 4×3 MIMO速率为720Mbps。最后根据测试结果,为下一步WiFi模拟信号远距离传输的研究提出建议。论文设计和实现了一种WiFi模拟信号远距离传输射频单元,构建了802.11n和802.11ac WiFi信号的4条收发通道,最大通信带宽分别为20MHz和80MHz,可进行最远100m拉远传输。论文对网线拉远实现的WiFi模拟信号远距离传输技术进行验证,分析了芯片化方案的可行性,对芯片设计提供了参考。

关键词： WiFi 模拟信号远距离传输射频单元

基于V/F转换的高精度模拟信号光纤传输系统

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传感器与微系统 2007年第6期26卷 67-69页

作者：亢彦军宋光德天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

根据电压/频率转换和频率/电压转换的原理,采用LED—PIN光传输结构和相应的模拟集成电路,设计了一个低成本,传输精度可达0.1%的模拟信号光纤传输系统。该系统克服了实际传输模拟小信号的非线性,以及模拟信号A/D转换后采用数字光纤传输... 详细信息

根据电压/频率转换和频率/电压转换的原理,采用LED—PIN光传输结构和相应的模拟集成电路,设计了一个低成本,传输精度可达0.1%的模拟信号光纤传输系统。该系统克服了实际传输模拟小信号的非线性,以及模拟信号A/D转换后采用数字光纤传输技术的成本较高等缺点,为多通道、远距离、低频模拟小信号提供了一个性能优越的传输方案。

关键词：光纤传输系统电压/频率转换器频率/电压转换器模拟信号

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模拟信号加密的综述

通信保密 1984年第3期 55-64页

作者： S.C.Kak B.E. 武良 Ph.D.

本文是一篇模拟信号加密问题的评述。种探讨了用秩相关研究置换的方法,描述了应用在置乱体制中的某些置换类型,分析了模拟加密问题以及它的展望。

关键词：置乱变换域模拟加密模拟信号分组加密过取样