强噪声背景下微弱信号检测装置的一种可行性方案的研究

强噪声背景下微弱信号检测装置的一种可行性方案的研究摘要：在测量微弱信号被掩盖在强噪声中的信号时，锁相放大器（lock-in amplifier，lia）表现出了良好的性能。但是由于其本生存在中心频率不稳定、带宽不能太窄及对信号缺乏跟踪能力等缺点，造成对测量微弱信号的限制。对锁相放大器进行一些分析的基础上，设计出一个双相位锁相放大器（dual phrase lock-in amplifier），并用pspice/orcad进行了实验性的论证。结果表明该放大器可以实现微伏（v）级别的信号识别，噪声信号的均方根值约为1mv，幅值识别准确率在0.5%以内。

关键词：pspice/orcad 双相位锁相放大器微弱信号信号检测中图分类号：tn722 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）004-100-02

1 引言

信息时代需要获取信息，许多科学研究和工程技术的信息需要用检测的方法来获取。当被测信号非常微弱时，易被噪声淹没，对它们的检测往往变得十分困难。随着科学技术的发展，对微弱信号进行检测的需要日益迫切，微弱信号检测是发展高新技术，探索及发现新的自然规律的重要手段，对推动相关领域的发展具有重要意义。

微弱信号的检测已经有很多成熟的方法，在时域方面如相关检测、小波分析、取样分析等；在频域方面如频谱分析等。这些方法

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。

环境监测方案标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

山东汇能新材料科技股份有限公司 环境监测方案 （一）监测目的 及时、准确、全面地反映公司污染治理设施运行情况，为环境管理、环境污染防治提供依据，确保废气、废水、噪声等污染物达标排放。 （二）监测依据 依据《中华人民共和国环境保护法》（2015年1月1日起施行）、《中华人民共和国大气污染防治法》（主席令第三十一号）、《中华人民共和国水污染防治法》（2017 年6月27第二次修订）、《工业污染源监测管理办法（暂行）》等相关规定，结合公司生产工艺过程及污染治理设施运行情况和公司环评中环境监测管理要求等内容，制定本监测方案。 （三）监测范围 定期对公司废气、废水、地下水、噪声等污染物排放状况进行监测。 （四）监测要求 1. 废气监测 监测项目：厂界无组织：氨、硫化氢、苯、甲苯、二甲苯、臭气、甲醇；有组织：二氧化硫、氮氧化物、颗粒物。 监测频次：每季度监测一次。 监测点位：无组织废气监测——厂界四周。 监测方法：委托淄博圆通环境检测有限公司监测。 2. 废水、地下水监测

监测项目：送往达斯玛特污水处理公司的废水：pH、COD Cr 、NH 3 -N 监测点位：污水处理站清水池。 监测频次：每日监测。 监测方法：公司自行监测。 监测项目：地下水：PH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、高锰酸盐指数、总硬度、氯化物。 监测点位：地下水取样口。 监测频次：每季度监测一次。 监测方法：委托淄博圆通环境检测有限公司监测。 3. 噪声监测 监测项目：对公司厂界昼间、夜间噪声进行监测。 监测频次：按照GB12348-2008工业企业厂界环境噪声排放标准执行。每季度监测一次。 监测点位：四周厂界外一米。 监测方法：委托淄博圆通环境检测有限公司监测。 山东汇能新材料科技股份有限公司 2017-12-28

环境监测云平台系统产品 解决方案

目录 一、引言 (3) 二、产品系统概述 (4) 三、方案特点 (5) 1. 数据精准、监控图像清晰度 (5) 2. 网络适应性强、带宽要求低，支持多种有线或无线网络接入方式. 5 3. 可集成性 (6) 4. 高传输可靠性 (6) 5. 系统建设成本低 (6) 四、系统组成及架构 (7) 五、平台服务端操作及功能介绍 (9) 六、相关硬件产品介绍 (20)

一、引言 防治扬尘污染，保护和改善城市生活环境空气质量，保障人民群众身体健康，一直是国家各级环境保护部门的重要工作内容之一。在所有的扬尘污染中，工程施工扬尘，如房屋建设施工、道路与管线施工、房屋拆除等为主要污染源。为此，在国家各级城市出台的扬尘污染防治管理办法中，都对建设工程施工提出了明确的防尘要求和相应的处罚条款。 目前，我国正处于城市建设的快速发展期，工程施工每天都在众多的、分散的地点同时进行着。而环保部门人员数量有限，不可能每天都到各个施工地点去巡查，因此，对众多分散的工程施工现场进行远程监控，及时发现违反防尘要求、出现扬尘污染的施工地点并及时处理，无疑是监管工程施工扬尘污染的有效途径。然而，传统的视频监控一方面呈现的图像分辨率极为有限，不利于对现场情况的准确辨别；另一方面，远程视频监控需要较高的通信网络带宽做支持，往往需要铺设专门的光纤或电缆、租用昂贵的通信信道；可是工程

施工地点数量众多、地理分布复杂，且对于扬尘监控只是阶段性的需求，为此部署大量的视频监控点无疑会给环保部门带来庞大的资金压力，为国家带来不必要的资金消耗。有没有成本更低、部署更方便的监控手段，来实现对工程施工扬尘污染进行远程监控的目的呢？ 二、产品系统概述 成都远控科技有限公司开发的“环境监控云平台系统”即是以安装在远程的终端设备通过3G/4G网络实时向云平台服务端上传相关环境监测数据以及监控画面的一种新的监控应用方式。工作人员亦可通过有线或无线网络登陆“环境监控云平台系统”，对远端现场环境作时实监控，提取相关环境污染数据；当环境污染达到上峰值时,安装在施工现场的环境探测感应器或摄像头，将自动记录下相关环境数据并抓拍下现场的高清晰数字图片，并通过有线或无线通信网络自动传输回来，即时呈现在环保机关的各种显示终端上（PC、PDA），让环保工作人员通过高清晰的数字图片，即时了解施工现场的防尘措施实施情况和工地现状，达到对众多分散的工程施工地点进行远程联网监控的目的。

微弱信号检测装置 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。 方案二：采用TI公司提供的MSP430G2553作为控制芯片。由于MSP430G2553资源配置丰富，内部集成了10位AD，可以直接使用，简化电路，程序实现简单。此外还有低功耗，以及性价比高等优点，所以采用该方案。 5 显示电路的方案设计 方案一：采用液晶显示器作为显示电路，液晶显示器显示内容较丰富，可以显示字母数

背景噪声修改指导书 一、RTWP含义 RTWP（Received Total Wide band Power ）：接收总带宽功率，RTWP反映了一个小区中的总噪声上行总带宽接收功率。 在WCDMA系统中，小区的上行负载是使用RTWP（RoT抬升）来计算的。为保证系统的稳定和服务质量，需要将上行负载控制在一个合适的范围内。目前系统小区上行负载默认值为75%，即对应6dB的RoT抬升。系统低噪默认值为-106dBm（对应数值为61），当RTWP抬升6dB达到-100dBm左右时，便认为小区已经达到了上行负载门限，用户速率将无法再继续上升。 二、RTWP偏高常见原因 ●多个RRU级联共小区时，上行噪声合路会导致RTWP抬升，抬升的数值计算方式 为10log（n），n为RRU个数。 ●基站下挂直放站时，会导致RTWP抬升，一般来讲直放站引起的RTWP抬升相对 稳定，此时，最好的方法是关闭直放站。 ●基站天馈系统或室内分布系统接收元器件异常、故障会导致RTWP抬升，此时需 要检查室分系统器件。 ●当无线环境中存在较强的外界干扰时，会导致RTWP抬升，此时需要现场进行干 扰源排查。 ●UE存在缺陷，也会导致RTWP抬升，比如手机最大功率发射，建议换手机对比测 试。 三、RTWP偏高临时解决办法 针对RTWP偏高问题我们一般会通过在RNC上修改BackgroundNoise值来临时缓解RTWP偏高引起的速率低问题。在RNC LMT上执行MOD CELLCAC: CellId=xx,

BackgroundNoise=yy;命令进行修改，其中xx对应所要修改的小区CELLID，yy对应需要修改的BackgroundNoise值。 下边针对几种场景来说明BackgroundNoise修改成多少合适。 1、RRU级联共小区场景 前面讲到多RRU级联共小区时RTWP会抬升，抬升的数值计算方式为10log（n），n 为RRU个数。下图中BBU的CPRI1口上的Cell#1级联了2个RRU、CPRI3口上的Cell#2级联了3个RRU，则两小区对应的RTWP分别抬升了10log（2）=3dB、10log（3）=4.7 dB，则在RNC上需要把Cell#1小区的BackgroundNoise由61修改为91，Cell#2小区的BackgroundNoise由61修改为108。 如果多RRU级联共小区采用的是跨BBU的CPRI口组网，则小区对的低噪抬升以CPRI口上RRU最多的为准。如下图所示，BBU的CPRI1口上级联了2个RRU，CPRI3口上级联了3个RRU，这5个RRU共小区Cell#1，则小区RTWP抬升了10log（3）=4.7 dB，则在RNC上需要把Cell#2小区的BackgroundNoise由61修改为108。 2、直放站或天馈元器件场景

环境监测系统解决方案 一、系统概要 本综合管控云平台是一套基于云计算的物联网综合管控云服务平台。平台可适配于各种物联网应用系统，实时监控管理接入设备的状态与运行情况，并对设备进行远程操作，通过云平台对接物联网设备做到精确感知、精准操作、精细管理，提供稳定、可靠、低成本维护的一站式云端物联网平台。环境监测系统通过对现场温度、湿度、光照、风向、风速、PM2.5、气压等参数的数据采集，将参数数据远传至物联网云平台，实现现场各个设备的数据实时监测，用户可以通过电脑网页或是手机app实时查看，可以自由设置各个参数的标准值上下限，如果数据超限可以给相关的工作人员发送短信或是微信报警提醒，做到提前预警，避免造成不必要的损失，实现在远程就能值守现场设备。 二、拓扑图 现场传感器数据通过物联网中继器上传云平台，客户通过电脑网页或是手机app可以实时监控现场设备数据。

三、系统构成 3.1系统登陆 ①PC端登陆: 本系统采用B/S架构，PC端用户只需打开浏览器通过IP地址进入管理系统，凭管理员分配的用户名密码进行登陆管理。（登陆界面可定制企业logo及信息）如下图: ②手机端登陆： 用户可在任何有本地局域网信号的地方，通过IOS或Android版本APP登陆系统，登陆账号与PC端账号相同。IOS 版本APP请在Apple Store搜索“易云系统”进行下载，安卓版本请在“易云物联网系统”公众号或PC端系统中扫描二维码进行下载。 3.2数据监控 能够便捷监控实时数据，并且可通过数据变化自动启停其他设备，各项数据可用数值、图片、文字分别展示，并通过短信等功能向用户发送报警信息。另外，可设定不同的监控点，更直观的监测每个测温点实时情况，模拟真实的设备位置分布。如下图：

目录 摘要 (1) Abstract (1) 第一章绪论 (2) 1.1 微弱信号检测技术概述 (2) 1.2 信号检测的方法及微弱信号的特点 (2) 1.2.1 常规小信号的检测方法 (2) 1.2.2 微弱信号的检测方法 (4) 1.2.3 微弱信号的特点 (4) 1.3 本文的主要工作 (5) 第二章微弱信号检测装置设计方案选择与论证 (6) 2.1 方案选择与论证 (6) 2.1.1 系统方案的确定 (6) 2.1.2移相网络设计 (9) 2.2总体方案论述 (9) 第三章基于锁相放大的微弱信号检测装置设计 (10) 3.1 锁相放大器原理 (10) 3.2 移相网络 (10) 3.3 相敏检波器原理分析 (11) 3.4 电路设计 (12) 3.4.1加法器 (12) 3.4.2纯电阻分压网络 (12) 3.4.3前级放大电路模块 (13) 3.4.4带通滤波器 (13) 3.4.5相敏检波器 (13) 第四章仿真分析与程序设计 (16) 4.1 仿真分析 (16) 4.1.1 输入信号波形（前置两级放大电路输入波形） (16) 4.1.2 经过前置放大电路和带通滤波器后输出波形 (16) 4.1.3 参考信号输入输出波形 (17) 4.1.4 LM311过零比较器输出波形 (18) 4.1.5 开关乘法器输出波形 (18) 4.1.6 低通滤波输出波形 (19) 4.2 程序设计 (20) 第五章实物展示与测试方案及结果 (21) 5.1 实物展示 (21) 5.2 测试方案与测试结果 (21) 5.2.1 测试仪器 (21) 5.2.2 测试方案 (21) 5.3测试结果及分析 (23) 5.4 总结 (23)

环境噪声监测技术规范 环境噪声监测技术规范 1适用范围结构传播固定设备噪声本标准规定了结构传播固定设备噪声监测测量计划制定、现场调查方法、监测点位设置、室 内低频噪声测量方法、监测数据处理与评价、资料整编和监测质量保证等的技术要求。 本标准适用于结构传播固定设备噪声引起的室内低频噪声污染监测。 2规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件的条款。凡不注明日期的引用文件，其有效版本适用于本标准。 GB3785声级计电、声性能及测量方法 GB12348 GB22337 GB/T3241 GB/T15173 GB/T17181工业企业厂界环境噪声排放标准社会生活环境噪声排放标准 倍频程和分数倍频程滤波器 声校准器 积分平均声级计 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。

3 .1倍频带声压级soundpressurelevelinoctave采用符合GB/T3241规定的倍频程滤波器所测量的频带声压级。本标准规定的噪声频谱分析 时使用的倍频带中心频率为31. 5Hz、63Hz、125Hz、250Hz、500Hz，其频率覆盖范围为22Hz～ 707Hz。 3 .2低频噪声LowFrequencyNoise测量仪器性能应符合 （IECGB3785和GB/T17181对1型声级计的要求且符合国际电工协会 GB/T3241中对滤波器的要求，61260）Class1标准；噪声频谱分析滤波器性能应符合具备实 时频谱分析功能，测量范围应满足所测量噪声的需要。 4 .1.2声校准器 校准所用仪器应符合 率为GB/T15173对1级声校准器的要求。A 声级测量时，校准声源频20～250Hz区间1000Hz；低频频谱测量时，校准声源频率至少有一个点频率应设在内。 测量仪器和声校准器应定期检定合格，并在检定有效期内使用。声级计每次测量前、后应进 行校准，其前、后校准示值偏差不得大于0 .5dB，否则本次测量无效。使用延伸电缆时，应注意 长电缆对声波信号的衰减，因此在进行校准时，应使延伸电缆与声级计一起进行校准。 传声器应 加防风罩。

LMS与RLS自适应滤波算法性能比较 马文民 【摘要】：介绍了自适应滤波器去除噪声的原理和从强噪声背景中采用自适应滤波提取有用信号的方法，并对最小均方(LMS, Least Mean Squares)和递推最小二乘(RLS, Recursive Least Squares)两种基本自适应算法进行了算法原理、算法性能分析。计算机模拟仿真结果表明，这两种算法都能通过有效抑制各种干扰来提高强噪声背景中的信号。检测特性相比之下，RLS 算法具有良好的收敛性能，除收敛速度快于LMS算法和NLMS算法以及稳定性强外，而且具有更高的起始收敛速率、更小的权噪声和更大的抑噪能力。 【关键词】：自适应滤波；原理；算法；仿真 引言： 自适应滤波是近30年以来发展起来的一种最佳滤波方法。它是在维纳滤波，kalman滤波等线性滤波基础上发展起来的一种最佳滤波方法。由于它具有更强的适应性和更优的滤波性能。从而在工程实际中，尤其在信息处理技术中得到广泛的应用。自适应滤波的研究对象是具有不确定的系统或信息过程。"不确定"是指所研究的处理信息过程及其环境的数学模型不是完全确定的。其中包含一些未知因数和随机因数。任何一个实际的信息过程都具有不同程度的不确定性，这些不确定性有时表现在过程内部，有时表现在过程外部。从过程内部来讲，描述研究对象即信息动态过程的数学模型的结构和参数是我们事先不知道的。作为外部环境对信息过程的影响，可以等效地用扰动来表示，这些扰动通常是不可测的，它们可能是确定的，也可能是随机的。此外一些测量噪音也是以不同的途径影响信息过程。这些扰动和噪声的统计特性常常是未知的。面对这些客观存在的各种不确定性，如何综合处理信息过程，并使某一些指定的性能指标达到最优或近似最优，这就是自适应滤波所要解决的问题。 在这几十年里，数字信号处理技术取得了飞速发展，特别是自适应信号处理技术以其计算简单、收敛速度快等许多优点而广泛被使用。它通过使内部参数的最优化来自动改变其特性。自适应滤波算法在统计信号处理的许多应用中都是非常重要的。 在工程实际中，经常会遇到强噪声背景中的微弱信号检测问题。例如在超声波无损检测领域，因传输介质的不均匀等因素导致有用信号与高噪声信号迭加在一起。被埋藏在强背景噪声中的有用信号通常微弱而不稳定，而背景噪声往往又是非平稳的和随时间变化的，此时很难用传统方法来解决噪声背景中的信号提取问题。自适应噪声抵消技术是一种有效降噪的方法，当系统能提供良好的参考信号时，可获得很好的提取效果。与传统的平均迭加方法相比采用自适应平均处理方法还能降低样本数量。 1自适应滤波器的基本原理 所谓的自适应滤波，就是利用前一时刻以获得的滤波器参数的结果，自动的调节现时刻的滤波器参数，以适应信号和噪声未知的或随时间变化的统计特性，从而实现最优滤波。自适应滤波器实质上就是一种能调节其自身传输特性以达到最优的维纳滤波器。自适应滤波器不需要关于输入信号的先验知识，计算量小，特别适用于实时处理。 由于无法预先知道信号和噪声的特性或者它们是随时间变化的，仅仅用FIR和IIR两种具有固定滤波系数的滤波器无法实现最优滤波。在这种情况下，必须设计自适应滤波器，以跟踪信号和噪声的变化。 自适应滤波器的特性变化是由自适应算法通过调整滤波器系数来实现的。一般而言，自适应滤波器由两部分组成，一是滤波器结构，二是调整滤波器系数的自适应算法。 自适应噪声抵消系统的核心是自适应滤波器，自适应算法对其参数进行控制，以实现最佳滤波。不同的自适应滤波器算法，具有不同的收敛速度、稳态失调和算法复杂度。根据自

背景噪声计算书 Prepared on 24 November 2020

阳光海上城幼儿园室内背景噪声计算书计算人： 校核人： 日期：

阳光海上城幼儿园 室内背景噪声计算书 项目概况 工程名称：阳光海上城幼儿园 地理位置：本工程位于山东省威海市经济技术开发区大庆路南，疏港路西，九龙明珠北，东海路东，现皇冠庆威工业园内。 项目组成：本工程总建筑面积约，占地面积：。 设计范围：本工程由山东新元建筑规划设计有限公司完成设计工作。 图 1 阳光海上城幼儿园项目总平面图 分析依据 《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014 《绿色建筑评价技术细则》 《声环境质量标准》GB3096-2008 《环境影响评价技术导则声环境》 《建筑声学设计手册》（中国建筑工业出版社出版，中国建筑科学研究院建筑物理研究所主编，出版时间） 《建筑物理环境与设计》（中国建筑工业出版社出版，柳孝图主编，出版时间：） 《民用建筑隔声设计规范》GB 50118-2010 分析目的

判断威阳光海上城幼儿园项目是否满足《绿色建筑评价标准》GB/T 50378-2014第8.2.1条评分项“主要功能房间室内噪声级，评价总分值6分。噪声级达到现行国家标准《民用建筑隔声设计规范》GB50118中低限标准限值和高要求标准限值的平均值，得3分；达到高要求标准限值得6分”；本项目幼儿园临近机动车停车场和公共活动场地，故选幼儿园部份房间计算背景噪声。 分析条件 环境噪声 本项目分布在2类声功能区，建筑物环境噪声等效声级昼间分布在60dB （A），夜间分布在50dB（A），造成噪声污染的各因素中，交通影响最大，其次为建筑施工噪声，工业噪声和生活噪声最小。 最不利位置分析 根据现场踏勘和对地块周边现状的了解以及该地区的发展规划，可能对建设项目产生影响的外环境噪声源主要为交通噪声和公共活动噪声。由于阳光海上城幼儿园项目南侧为公共活动场地，所以取该项目南侧进行分析，具体位置如所示。

太原市英赛特科技有限公司工矿用自动化监控设备建设项目环境噪声现状 监测方案 巢湖中环环境科学研究有限公司 二〇一三年十一月

一、项目基本情况 本项目建设地点位于王答乡董家营村村北元跃物流工业园区，建设规模为年制造工矿用自动化监控设备30台（套），总投资156万元。厂区总占地面积为122.8亩。项目西侧紧邻S316省道。 二、标准 1、声环境标准 本项目执行《声环境质量标准》（GB3096－2008）中2类和4a 类标准。 2、噪声排放标准 本项目运营期噪声执行《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中2级（昼间60dB(A)、夜间50dB(A)）和4级（昼间70dB(A)、夜间55dB(A)）排放标准。 三、噪声环境质量现状监测方案 （1）监测点位 在厂界四周每边及那村均布1个噪声监测点进行测量，具体布点位置见附图1。 （2）监测项目 L10、L50、L90、L eq。 （3）监测频次 连续一天，昼夜各一次，昼夜监测在8:00~12:00和14:00~18:00进行，夜间监测在23:00~次日晨5:00。了解该区域噪声本底值，同时记录测点周围的主要噪声源及环境特征。

（4）监测气象 监测应在无雨雪、无雷电天气，风速5m/s以下时进行。 （5）监测方法 监测方法依据《声环境质量标准》（GB3096－2008）和《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中进行，使用HS-6288多功能噪声分析仪。 （6）评价方法 根据现状监测结果，用等效连续A声级LAeq作为评价值，按《声环境质量标准》（GB3096-2008）对评价区内现在的噪声情况进行现状分析评价，为评价区环境噪声预测提供背景值。

（ 环保在线监测系统设计1总体设计 系统由污染排放在线监测系统、污染净化设施运行监测系统、预警预告系统、初级控制执行系统、紧急控制执行系统五大系统组成。 对排污数据和环境治理设备运行状况同时进行监测，综合分析两方面的数据，确保排污单位排污状况真实可靠，污染净化设施有效运行。 对企业污染物超标排放或者环保设备偷停不运转的情况，系统会启动生产控制执行程序，远程下达命令，分层断电，及时制止排污行为，改变了传统设备“只监不控”的方式。 对突发性污染事故隐患和污染物泄露事故，系统会立即执行重大事故应急预案，启动排污单位的紧急ESD系统，紧急规避危险，预防灾难性污染事故的发生。 如果企业排污超标，系统会在排污单位和环保部门同时报警，并将报警信息通过短信息在第一时间发送到相关单位负责人和管理者的手机上，督促管理者及时处理问题。 系统监控设备监控一体化功能，使排污单位必须自觉维护好系统，因为一旦运行不好，上传数据不正确，没有数据上传视同违法，系统仍然会报警，有效遏止人为破坏，保证系统运行正常。

} 2功能设计 方便的污染源管理 本模块利用GIS技术把环境污染源应用软件构筑于污染源数据库管理系统和图形库管理系统之上，提供具备空间信息管理、信息处理和直观表达能力的应用。能综合分析环境情况，实现污染源信息的综合查询，为计划决策提供信息支持，为有关的评价、预测、规划、决策等服务。其检索查询功能，可对行政区划、年份等进行条件统计汇总，统计结果可用表格、统计图、文字等多种方式表示。 动态数据成图 系统可根据测量得到的数据，自动对区域环境状况进行直观表现，提供描绘全场平面、立体等值线图，各种数据可生成饼图、柱状图、线状图等多种表现形式，能动态外挂图、文、声、像等多媒体数据。 环境质量监测 系统分为对大气、水、噪声、固体废弃物、土壤及农作物等方面的监测，其主要功能：专题的监测点位图的显示、点位查询、区域查询、信息查询、全区环境分布、全区或个别点环境平均状况随时间的变化情况等。并实现了数据地图化功能，可自动生成交通线上的噪声

微弱信号检测学习总结报告 1本课程的基本构成 本课程目录： 第1章微弱信号检测与随机噪声 第2章放大器的噪声源和噪声特性 第3章干扰噪声及其抑制 第4章锁定放大 第5章取样积分与数字式平均 第6章相关检测 第7章自适应噪声抵消 本课程分为七章： 第一章主要介绍随机噪声的统计特性，是后续各章的理论基础。 第二章主要介绍电路内部固有噪声源及其特性，对各种有源器件的噪声性能进行分析，并阐述低噪声放大器设计中需要考虑的几个问题。 第三章介绍干扰噪声的来源、特点及各种耦合途径，并详细介绍屏蔽和接地对于各种干扰噪声的抑制作用，以及其他一些常用的抗干扰措施和微弱信号检测电路设计原则。 第四~七章分别为锁定放大、取样积分与数字式平均、相关检测、自适应噪声抵消，分别介绍这几种方法的理论基础、设计实现以及一些应用实例。 因此本课程<微弱信号检测）基本构成：微弱信号检测与随机噪声，放大器的噪声源和噪声特性、干扰噪声及其抑制、锁定放大、取样积分与数字式平均、相关检测、自适应噪声抵消。 2本课程研究的基本问题 微弱信号是相对背景噪声而言的，其信号幅度的绝对值很小、信噪比很低<远小于1）的一类信号。如果采用一般的信号检测技术，那么会产生很大的测量误差，甚至完全不能检测。微弱信号检测的主要目的是提高信噪比。微弱信号检测是测量技术中的一个综合性的技术分支，它利用电子学、信息论和物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特征和相关性，检出并恢复被背景噪声掩盖的微弱信号。微弱信号检测技术研究的重点是：如

何从强噪声中提取有用信号，探索采用新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。 本课程<微弱信号检测）研究噪声的来源和统计特性，分析噪声产生的原因和规律，运用电子学和信号处理方法检测被噪声覆盖的微弱信号，并介绍几种行之有效的微弱信号检测方法和技术。 3学习本课程<微弱信号检测）后了解、掌握了哪些内容 通过对微弱信号这门课程的学习，我掌握的内容主要有以下几个方面： <1）了解了常规小信号检测的手段和方法，即滤波、调制放大与解调、零位法、反馈补偿法。 <2）掌握了随机噪声及其统计特征。 ①随机信号的概率密度函数 对于连续取值的随机噪声，概率密度函数(PDF>P(x>表示的是噪声电压x

微弱信号检测电路实验报告 课程名称：微弱信号检测电路 专业名称：电子与通信工程＿＿＿年级：＿＿＿＿＿＿＿ 学生姓名：＿＿＿＿＿＿ 学号：＿＿＿＿＿ 任课教师：＿＿＿＿＿＿＿

微弱信号检测装置 摘要：本系统是基于锁相放大器的微弱信号检测装置，用来检测在强噪声背景下，识别出已知频率的微弱正弦波信号，并将其放大。该系统由加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路组成。其中加法器和纯电阻分压网络生成微小信号，微弱信号检测电路完成微小信号的检测。本系统是以相敏检波器为核心，将参考信号经过移相器后，接着通过比较器产生方波去驱动开关乘法器CD4066，最后通过低通滤波器输出直流信号检测出微弱信号。经最终的测试，本系统能较好地完成微小信号的检测。 关键词：微弱信号检测锁相放大器相敏检测强噪声

1系统设计 1.1设计要求 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。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 （1）基本要求 ①噪声源输出V N的均方根电压值固定为1V±0.1V；加法器的输出V C =V S+V N，带宽大于1MHz；纯电阻分压网络的衰减系数不低于100。 ②微弱信号检测电路的输入阻抗R i≥1 MΩ。 ③当输入正弦波信号V S 的频率为1 kHz、幅度峰峰值在200mV ~ 2V范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。 （2）发挥部分 ①当输入正弦波信号V S 的幅度峰峰值在20mV ~ 2V范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。 ②扩展被测信号V S的频率范围，当信号的频率在500Hz ~ 2kHz范围内，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。 ③进一步提高检测精度，使检测误差不超过2%。 ④其它（例如，进一步降低V S 的幅度等）。

环境监测系统解决方案 一、系统概要本综合管控云平台是一套基于云计算的物联网综合管控云服务平台。平台可适配于各种物联网应用系统，实时监控管理接入设备的状态与运行情况， 并对设备进行远程操作，通过云平台对接物联网设备做到精确感知、精准操作、精细管理，提供稳定、可靠、低成本维护的一站式云端物联网平台。环境监测系统通过对现场温度、湿度、光照、风向、风速、PM2.5、气压等参数的数据采集，将参数数据远传至物联网云平台，实现现场各个设备的数据实时监测，用户可以通过电脑网页或是手机app 实时查看，可以自由设置各个参数的标准值上下限，如果数据超限可以给相关的工作人员发送短信或是微信报警提醒，做到提前预警， 避免造成不必要的损失，实现在远程就能值守现场设备。 二、拓扑图 现场传感器数据通过物联网中继器上传云平台，客户通过电脑网页或是手机app 可以实时监控现场设备数据。

875物联网中继器 传感器 PM 2.5 Pe 端 移动端 Padyf5 ??n ? ?f 光 照 度 二氧化碳

三、系统构成 3.1 系统登陆 ① PC 端登陆: 本系统采用B/S架构，PC端用户只需打开浏览器通过IP地址进入管理系统，凭管理员分配的用户名密码进行登陆管理。（登陆界面可定制企业logo 及信息）如下图: ② 手机端登陆：用户可在任何有本地局域网信号的地方，通过IOS或Android 版本APP登陆系统，登陆账号与PC端账号相同。IOS 版本APP请在Apple Store搜索“易云系统”进行下载，安卓版本请在“易云物联网系统”公众号或PC端系统中扫描二维码进行下载。 3.2 数据监控 能够便捷监控实时数据，并且可通过数据变化自动启停其他设备，各项数据可用数值、图片、文字分别展示，并通过短信等功能向用户发送报警信息。另外，可设定不同的监控点，更直观的监测每个测温点实时情况，模拟真实的设备位置分布。如下图：

四川省大学生电子设计竞赛报告题目：微弱信号检测装置

微弱信号检测装置 【摘要】：为提取被噪声淹没的微弱信号，在分析了锁相放大器原理的基础上，采用基于AD630设计了一个双相位锁相放大器。实现了正弦信号的检测和显示，由于时间紧迫，AD采样显示的数值误差较大。 【关键词】：锁相放大器正交信号 AD630 MAX7490 一、方案设计与论证 图1 微弱信号检测装置示意图 1.1 微弱信号检测电路设计与方案 微弱信号检测电路要求采用模拟方法来实现。常用的微弱信号检测方法有：匹配滤波、锁相放大、取样积分等。 方案1：匹配滤波法。使用窄带滤波器，滤掉带宽噪声只让窄带信号通过；此方案电路简单，但是，由于一般滤波器的中心频率不稳定，不能满足更高的滤除噪声的要求。 方案2：单通道锁相放大法。用AD630平衡调制解调芯片、移相器及低通滤波器构成锁相放大电路，基于信号的互相关原理，移相器输出的信号必须与被测信号同频同相，由于被测信号相位未知，需移相器逐步移相，实现较为复杂。 方案3：双通道锁相放大法。用两个AD630平衡调制解调芯片、两个低通滤波器做成双通道锁相放大器，就是被测信号与两个相互正交的信号分别相乘经低通滤波器再送入AD进行采样，这样不需考虑被测信号的相位。两路正交信号由74LS74构成的分频电路产生或由单片机产生。由于只需要直流分量，低通滤波器的截止频率可以低到几百赫兹。 综合考虑，我们采用方案3。 1.2 加法电路的设计与方案 加法电路要求正弦信号与噪声信号相加，并测量噪声的均方根值；因此加法电路的内部噪声越小越好。

方案1：普通加法器。用低噪声放大器OPA2227做一个普通的加法器，但此电路接有电阻电容，会产生附加噪声。 方案2：高性能加法器。用低噪声仪表放大器INA2134做一个高性能的加法器，有独立的共模抑制能力、增益误差、噪声和失真。 方案2虽然比方案1复杂，但引入的附加噪声比方案1小，因此选用方案2。 1.3 带通滤波器设计与方案 题目中给了一个带宽很宽的强噪声，要想进可能地滤掉噪声，需一个窄带带通滤波器。 方案1：采用OPA2227设计中心频率指定的有源带通滤波器。 方案2：采用OPA2227分别设计低通滤波器和高通滤波器，组成一个带通滤波器。 方案3：用MAX7490做程控带通滤波器，参考官方电路设计。 方案1设计的带通滤波器不满足中心频率在500Hz-2000Hz内变化的设计要求；方案2设计的带通滤波器带宽太宽，引入过多噪声容易造成太大的测量误差；因此采用方案3。 1.4 整体系统电路设计 整体系统框图如下： 图2 整体系统框图 二、理论分析与参数计算 2.1锁相放大器电路中的相关器原理 锁相放大电路中最重要的部分是相关器(PSD)部分，它是锁相放大电路的核心，起着至关重要的作用。相关器是相关函数的物理模型，是一种完成被测信号和参考信号互相关函数运算的电子线路，相关器又叫相敏检波器。

机电系实训基地 躁声监测 课程：躁声污染控制技术 班级：环境监测与治理技术081班 组别：第四组 成员：

目录 一、计划制定 (2) 二、方案设置及监测点选取 (2) 1，生产环境噪声监测 (2) 2，厂界噪声监测 (2) 3，机器设备噪声监测 (2) 三、平面图及布点设置 (3) 四、监测数据及处理 (4) 1，监测点1数据及处理 (4) 2，监测点2数据及处理 (5) 3，监测点3数据及处理 (6) 4，监测点4数据及处理 (7) 5，监测点5数据及处理 (8) 6，监测点6数据及处理 (9) 7，监测点7数据及处理 (10) 8，监测点8数据及处理 (12) 9，监测点9数据及处理 (14) 10，监测点10数据及处理 (15) 11，监测点11数据及处理 (16) 12，监测点12数据及处理 (17) 13，监测点13数据及处理 (19) 14，监测点14数据及处理 (20) 15，监测点15数据及处理 (20) 16，监测点16数据及处理 (21) 五、降噪方案设计 (22) 1，厂房噪声评价 (23) 2，厂房规模及噪声现状 (23) 3，吸声降噪设计 (23) 六、参考文献 (24)

一、计划制定 1，第四周(9月20号--9月26号)接受并分析任务,利用网络及图书馆资料查阅相关内容。 2，第五周(9月27号--10月3号)进行实地考察,确定监测方案并实施监测。 3，第六周(10月27号--10月3号)对监测数据进行分析并进行降噪设计。 4，第七周(10月4号--10月10号)整理监测成果，并将其设置成Word及PPt 形式递交老师审阅。 5，第八周(10月11号--10月17号)展示设计成果。 二、方案设置及监测点选取 1，生产环境噪声监测 根据《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)规定测点选择原则:若车间各处A声级波动小于3dB,则只需在车间内选择1-3个监测点,如果车间各处A声级波动大于3dB,须将车间分成若干区域,使任意两个区域的声级波动大于或等于3dB,在每个区域里分别设置1-3个监测点。 根据实地监测将整个实训基地划分为三个区域如图所示，在每个区域内均布置三个监测点，如平面图所示。 测量高度在人耳附近。 2，厂界噪声监测 因为实训基地东侧为大学生后动中心，南侧为六教，西侧为农田，北侧为汽车系实训基地，将厂界监测点布置在敏感区，即东侧及南侧，在东侧布置两个监测点，南侧布置一个监测点，其位置如图一所示。 监测点距厂界一米，监测高度>1.2m。 3，机器设备噪声监测 由于车间内设备较多，所以仅选择了一台机器进行监测。因为机械设备尺寸大于一米，根据相关规定其监测点选择在据设备表面一米处，高度为半个机器设备高度，选择四个监测点。

强背景噪声环境下的线性调频信号检测Ξ 朱振波1　何明浩2 (1.海军工程大学研究生四队　武汉430033) (2.空军雷达学院微波工程系　武汉430019) 【摘要】　基于线性调频(L FM)信号Wigner2Ville变换的零频处仍保存原信号所有信息的结论,提出了改进的基于互Wigner2Ville分布线性调频信号的检测方法。该方法具有较好的抗噪声能力,在更低的信噪比下,可以实现单个或多个强度相差较大的线性调频信号的检测。仿真实验的结果证明了算法的有效性。 【关键词】　线性调频,时频分析,互Wigner2Ville分布 中图分类号:TN957.51 文献标识码:A LFM Signal Detection in High Noise Circumstance ZHU Zhen2bo1　He Ming2hao2 (1.Group4of Graduate,AFAR　Wuhan430033) (2.Department of Microwave Engineering,AFRA　Wuhan430019) 【Abstract】　An improved algorithm based on cross Wigner2Ville distribution,which is derived for the special case where the frequency is zero in Wigner2Ville distribution(WVD)of time2frequency analysis is used to detect L FM signal,in this case the WVD includes all the information of original signals,such as frequency and phase.This method is efficient for reducing noise,for single L FM signal or small target embedded in some large targets they can be detected in low SNR by the algorithm.The simula2 tion results prove its effectivity. 【K ey w ords】　L FM,time2frequency analysis,cross Wigner2Ville distribution 0　引　言 时变信号中,线性调频(L FM)信号是一种应用十分广泛的信号形式。作为大时间-频带积的扩频信号,L FM信号广泛应用于各种信息系统,如通信、雷达、声纳和地震探测等;另一方面,探测系统(如合成孔径雷达SAR)的目标多普勒频率与目标速度近似成正比,当目标做加速运动时,回波即为线性调频。对L FM信号的处理早就有较系统的研究,例如白噪声中的L FM信号检测就是主要问题之一。用Wigner2 Ville分布(WVD)研究单个L FM信号的参数估计和检测是十分有利的。然而,多元L FM信号存在时,信号之间的交叉项严重影响了信号的检测和参数估计,特别在信噪比不高的情况下,甚至连单个L FM信号都无法检测到。L FM或近似L FM信号在Radon2 Wigner变换平面有较强的集聚性和噪声抑制能力。但是在更低信噪比下,Radon变换也无法检测L FM。 文献[1]基于互Wigner2Ville分布实现了L FM信号的检测,但较低信噪比下该算法计算量加大,检测性能下降。本文基于L FM信号WVD零频处信号仍保持原L FM信号所有特征的结论,提出了改进的L FM 信号检测方法。 1　L FM的噪声抑制 对单载频信号,其WVD的零频处,保持了原来信号的所有信息,只是频率和相位变为原来两倍,幅度为原来的常数倍。信号经过这样的变换,有很好的噪声抑制作用〔2〕。对本文感兴趣的L FM,其WVD的零频处同样保持了其所有的调制特征。 给定L FM信号x(t)=A cos(ω0t+πct2),其中c 为调频系数,ω0为角频率。将其写成其复数形式 x(t)= A 2 (e j〔ω0t+πct2〕+e-j〔ω0t+πct2〕)(1) 则其WVD变换为 W x(t,ω)=∫+∞-∞x(t+τ/2)x3(t-τ/2)e-jωτdτ=πA2 2{ 〔δ(ω+ω0)(1+2πct/ω0)〕+ 64第26卷　第3期 　2004年3月 现代雷达 Modern Radar Vol.26 　No.3 March,2004 Ξ收稿日期:2003203202 修订日期:2003210218