一、参考信号频率自调整的锁定放大器的设计应用（论文文献综述）
牛广亮[1]（2021）在《电磁涡流油气集输管道内壁缺陷检测技术的研究》文中研究表明油气集输管道作为国家重要的基础设施,在石油、天然气等能源输运过程中,发挥着不可替代的作用。为了防患于未然并确保油气运输的安全性,需要及时有效地对管道进行隐患排查。本文针对油气集输管道缺陷检测的实际应用需求,基于电磁涡流无损检测技术相关理论研究,引入隧道磁电阻传感器与激励线圈共同构成涡流检测探头,研制了电磁涡流无损检测系统,采用正弦波激励的方式,实现了对低碳钢板试件缺陷的有效检测,为后续油气集输管道缺陷的定量检测打下了坚实的基础。本文主要从以下四个方面展开研究:（1）电磁涡流检测相关理论研究根据经典电磁场理论,采用阻抗分析法研究了电磁涡流无损检测原理。同时,对涡流趋肤效应如何影响缺陷检测的深度以及灵敏度做了研究分析。通过理论计算分析涡流密度,对检测探头的直径等规格设计提供理论支撑。（2）电磁涡流检测系统硬件设计在系统硬件电路中,利用直接数字频率合成技术设计了激励信号源,为检测探头提供正弦波激励信号。考虑到检测传感器的输出属于微弱信号,除了选用低噪声放大器滤波处理外,提出了正交矢量型锁定放大器在本系统中的应用方案。（3）电磁涡流检测系统软件设计在系统软件设计中,通过MSP430单片机来调节激励信号源的频率,并对系统工作状态进行显示,基于FPGA的硬件逻辑实现数字相敏检波算法。最终,将处理后的缺陷特征信号的幅值、相位信息发送到上位机软件平台。（4）电磁涡流检测缺陷实验研究系统联合实验测试结果表明:电磁涡流检测系统能够有效检测低碳钢板试件上的缺陷,可以实现孔径为2mm的缺陷检测。与此同时,拓展了电磁涡流缺陷检测的研究,并分析对比了不同深度、不同直径的缺陷的检测性能。
李庆[2]（2020）在《空间光通信中ATP系统微弱信标光信号处理技术研究》文中认为空间光通信技术具有数据传输速率高和抗干扰能量强等优点,逐步应用于深空通信和大规模组网等领域。星载光通信终端通过捕获、跟踪、瞄准（Acquisition,Tracking and Pointing,ATP）系统检测入射光束角度,控制光学天线指向,以建立稳定的通信链路。为降低终端的功耗和体积,新一代ATP系统正在向无独立信标光的光束位置检测技术演进。此类ATP系统舍弃了单独的信标激光器,而是从信号光中分离出部分光束作为信标光,这使得光束位置探测器接收到的光束能量降低。此外,为满足卫星大规模组网的灵活性,通信终端中收发激光束处于相同的波段并共用部分光学组件,造成部分本地出射信号光会被反射,并和接收光一起进入光束位置探测器中。因此,如何对微弱信标光进行精确位置检测是一个非常重要的问题。针对该问题,论文选用了灵敏度高,可直接输出连续光电流信号的四象限探测器（Four-quadrant detector,QD）,从线谱信号增强的角度研究对强噪声的抑制和对强干扰信号的分离。论文的主要工作如下:（1）研究了QD的检测模型,分析了其主要噪声分布模型。QD根据其输出的4路光电流幅度的比值来检测光斑位置,其检测精度受光斑半径、光斑位置和输出信噪比（Signal to noise ratio,SNR）的影响。因此,基于QD的光斑位置检测技术的核心是:如何在强噪声环境中提高对光电流信号幅度值的检测精度。而影响QD的主要噪声有背景辐射噪声、热噪声和散粒噪声,这几类噪声都可以等效为宽带高斯噪声。（2）论文利用单频信号对光束进行强度调制,将QD输出信号转换为线谱信号,从而用线谱信号分析的方法提高光束位置检测精度。线谱信号的能量集中在某一频点之上,因而常用的快速傅里叶变换（Fast Fourier-transform,FFT）可从噪声中提取到QD输出光电流的幅度值。实验中,在输出信噪比为-7.83d B时,直接FFT法对光斑的位置检测的绝对误差维持在0.016mm以内。但直接FFT法的缺点在于:没有抑制噪声,导致噪声基底过高,当信噪比降至-10d B以下时,该方法无法提供足够的信噪比增益,不能保证光束位置的检测精度。（3）针对直接FFT法提供的信噪比增益不足的问题,论文提出了加窗时域反卷积（Windowed time reversal convolution,TRC）和循环互相关（Cyclic cross-correlation,CCR）线谱增强算法抑制强噪声,以获得较大的信噪比增益,解决了极低信噪比条件下,对微弱光斑进行精确位置检测的问题。TRC算法利用线谱信号在时域中的自相关特性,改变了有效信号和噪声的能量分布状态,将有效信号的能量分散在信号包络之中,而将相互独立的宽带噪声信号能量集中在0时刻处。由此,可通过窗函数抑制噪声而保留有效信号,增强信号线谱,达到精确检测微弱光电流信号谱线幅度的目的。但该方法在抑制噪声的同时,牺牲了部分有效信号能量,导致光束位置检测结果的线性度降低。针对TRC算法检测结果线性度较低的问题,论文提出了CCR算法进行微弱光电流信号的幅度检测。该算法通过构建一组无限长的参考信号,可循环与检测信号进行多次互相关运算,在时域中对有效信号进行反复累积,而互不相关的强噪声则在无法产生累积效果。因此,CCR算法可在不损耗有用信号能量的前提下,抑制强噪声。在实验中,两种方法都能够精确的检测光斑位置。当QD的输出信噪比降低至-17.86d B时,TRC算法仍可将绝对误差控制在0.0162mm以内,CCR方法可将绝对误差控制在0.0183mm以内。（4）针对同波长强反射光干扰问题,论文使用偏振态隔离技术抑制反射光,对反射光的衰减达到-63d B左右。但偏振隔离技术无法完全隔离反射光,入射探测器的反射光功率比信号光功率高出14d B。论文提出利用线谱增强算法的谱线选择能力,解决了强反射光干扰的问题。论文分别使用不同频率的单频信号分别对收发光束进行强度调制,然后利用自适应陷波器（Adaptive notch filter,ANF）进行线谱分离,再使用TRC算法增强有用信号谱线,从而实现对微弱光电流信号幅度的检测。针对ANF-TRC方法检测结果线性度较差的问题,论文推导了CCR算法抑制单频干扰信号的条件,并按条件构建了参考信号,成功完成对强干扰线谱信号的分离。实验中,当照射在QD靶面上的两个光束功率相差100倍时,两种方法都成功的完成了对光斑位置的检测,检测精度分别达到了0.0148mm和0.0165mm。
高健桐[3]（2020）在《强背景环境噪声下的弱声学信号提取方法研究》文中认为舰船及水下潜器的辐射噪声包含了大量的重要信息,这些特征信息可以被用作水面及水下目标的识别、跟踪和参数估计,能够反映自身运转状况及目标强度。由于海洋背景噪声（波浪、深海混响等）具有很强的干扰作用,精确提取舰船辐射噪声将变得十分困难。对于包含大量信息参数的辐射噪声在较强的海洋背景噪声中的提取问题属于强背景噪声下弱声信号提取问题研究范畴,这对准确获得舰船及水下潜器的辐射噪声带来挑战,因此获取强背景噪声中的弱声学信号对于舰船及水下潜器等水下目标识别是重要的研究问题之一。本文基于盲源分离方法中的独立成分分析（ICA）算法研究了强背景噪声下弱声学信号时域和频域提取方法。分别利用数值模拟方法实现了单干扰源和双干扰源背景噪声下弱脉冲声信号的时域分离算法,弱声学信号并进行实验验证。通过数值模拟和实验方法探讨了信噪比的大小对弱脉冲声信号时域分离效果的影响。构建了随机海洋背景噪声中水下弱声学信号的频域分离方法分析模型,通过数值分析和实验完成了对水下弱声学信号的频域分离。在上述研究基础上,基于BP神经网络算法实现弱脉冲声信号的时域分离结果的模式识别,提出将分离信号的进行中心化和比例缩放的处理方法。本文针对强背景噪声下弱声学信号分离问题,在一定的信噪比条件下实现了弱声学信号的提取与识别,并结合船舶与海洋工程领域得到了实际应用。具体研究内容和成果如下:（1）基于盲源分离法的弱脉冲声信号分离方法。分析了线性瞬时混合的盲源分离模型,基于盲源分离问题的3条基本假设条件,以盲源分离方法中ICA方法为主,介绍了几种ICA的代价函数和优化算法。以实现“全盲”条件下的盲源分离为设定目标,选取基于峭度的快速不动点法作为实现强背景噪声下弱声学信号提取的基本算法。针对弱声学信号“弱”的程度,介绍了幅值信噪比概念,对信噪比对盲源分离法带来的影响进行研究。（2）随机强背景噪声下弱脉冲声信号的时域分离算法研究及实验。基于主要成分分析（PCA）和独立成分分析（ICA）并利用快速不动点迭代法,给出时域的FastICA算法。以弱脉冲声信号为信号源,分别对单干扰源（随机白噪声）和双干扰源（随机白噪声+正弦音）背景噪声下的分离方法进行研究,通过对实验已知信号进行弱声学信号分离验证了算法可行性。在较低信噪比即背景噪声较大的条件下实现弱脉冲声信号分离,并从数值和实验两个方面分析了幅值信噪比的大小对弱脉冲声信号时域分离效果的影响。（3）强背景噪声中水下弱声学信号的频域分离算法研究及实验。根据船舶在航行过程中产生辐射噪声的特性,对噪声源种类和频谱分析特性进行了介绍。计算复数域的代价函数和优化方法,将时域下的FastICA盲源分离方法拓展到了频域分离,并应用于螺旋桨水下辐射噪声分离中,通过对实验测试数据的分析验证了算法可行性。（4）基于BP神经网络的弱声学信号时域分离结果的模式识别算法研究。给定声学时域信号,阐述了适用于该信号特征提取指标,以波形因子、峰值因子、脉冲因子和裕度因子作为本文时域特征指标,利用实验测试数据分离信号进行了中心化和比例缩放处理后进行特征指标提取,构建了4-11-3类型的BP神经网络,进行三种声学信号源种类的模式识别,排除了声学信号能量对时域特征捕捉的干扰。实现了信号源种类识别和强背景环境噪声下弱声信号的模式识别。
戴澜,洪亚茹[4]（2018）在《用于微弱信号检测的新型锁定放大器设计》文中进行了进一步梳理针对传统锁定放大器输入信号与参考信号不能时刻保持同步的问题,本文设计了一种新型锁定放大器电路.该电路采用反馈技术,对输入信号与参考信号的相位差进行校准以及对参考信号的频率进行调整,达到输入信号与参考信号同频同相的效果,从而实现微弱信号检测的目的.实验结果表明:基于SMIC 0. 18μm CMOS工艺,在1.8 V的电源电压下,该技术可以实现输入信号与参考信号相对相位自校准以及0.75～1 kHz的频率调谐,也可以从噪声中检测出幅度低至5μV的信号,验证了该电路的可行性,提高了系统的实用性.
陈刘浩[5]（2018）在《极微弱光电流检测系统设计及频率锁定误差校正方法》文中进行了进一步梳理光电流检测是对光电效应产生的微弱电流进行检测的技术,是一种重要的检测方法,其应用广泛,在电化学、天文学、空间科学等科研领域,及水质检测、大气检测等工业检测场景均有应用。在光电流检测中,微弱电流通常指10-6A量级及其以下的电流,而pA级电流属于极微弱电流。由于极微弱光电流信号具有信噪比低,信号微弱的特点,因此微弱信号检测技术在光电流检测中被广泛应用。随着检测器件的发展和检测需求的增加,被检测的光电流信号越来越微弱,应用场景越来越多。但在应用中还有很多需求和问题需要满足和解决。第一,一般微弱光电流检测仪器价格昂贵,体积较大,不适用于工业现场检测环境,且无法批量生产和嵌入到工业检测系统;第二,对于基于锁定放大器的极微弱光电流检测系统,在一些检测场景中电流信号的调制频率会产生漂移,使锁定放大器产生频率锁定误差,对检测结果造成影响,限制了检测系统的应用。针对上述问题,本文对极微弱光电流检测系统进行设计和开发,使其可应用于室外或工业检测环境中;对于频率锁定误差问题,本文基于锁定放大器的工作原理,提出校正方法。本文的主要贡献和创新点包括:1.针对极微弱光电流检测系统小型化、工业应用化的问题。在极微弱光电流检测系统的设计中,将系统分为前端模拟部分和数字处理部分,在前端模拟部分中对光电流检测和调制驱动光源进行一体化设计,在检测部分中根据检测频率加入BPF提高信噪比,并利用电源隔离措施避免额外供电。在数字处理部分利用MCU实现锁定放大算法,减少系统复杂度。在实际测试中,该系统的检测灵敏度可达5fA,完全满足一般光电流检测的需要。2.针对频率锁定误差降低检测精度的问题,提出锁定放大器的改进方法。本文提出锁定频率跟踪法和平顶LPF法。锁定频率跟踪法是将锁定放大器的内部参考频率进行实时修正,使其与调制频率相等,从而对频率锁定误差进行校正,提高检测精度。平顶LPF法是将锁定放大器内部的LPF通带特性进行平顶化,来增加锁定放大器的检测带宽,使可接受的锁定频率误差范围增大。3.针对一般商用锁定放大仪器无法进行频率锁定误差校正的问题,本文基于锁定频率跟踪方法设计通用附件,使仪器增加频率锁定误差校正功能。该附件利用锁定放大仪器的RS-232通信接口,读取在检测过程中的测量参数,计算后对仪器的测量参数进行修正,可校正频率锁定误差,将检测精度提高到仪器的最大限度。
乔丽伟[6]（2018）在《光谱仪锁相放大两路信号同步调整方法研究》文中研究说明近红外光谱仪可以直接对目标物体进行快速的测量,具有不污染环境、样品制备简单、测量精度高等特点,被广泛应用在各个领域。实验室研制的便携式近红外光谱仪采用锁相放大技术进行微弱信号的检测。在锁相放大系统中,需要被测信号与其同步的参考信号进入到相敏检波器中进行乘法运算。但由于光谱信号调制和滤波放大引起锁相放大两路信号之间的频率和相位差,影响到光谱仪解调被测信号的精度。因此,针对近红外光谱仪锁相放大的被测信号和参考信号的频率以及相位关系,开展锁相放大两路信号同步调整方法的研究。本文根据近红外光谱仪的工作原理和机械结构,分析了锁相放大两路信号之间的关系对锁相放大解调光谱数据的影响。实验研究了光谱仪调制盘的安装偏心对两路信号频率的影响和光耦的安装位置对两路信号之间的周期差的影响。根据实验结果提出了锁相放大两路信号同步调整方法,设计了实现步骤,搭建实验平台,实现了两路信号的同步调整。将锁相放大两路信号频率和相位的四种不同状态应用到光谱仪中,实验结果表明两路信号同步可以提高近红外光谱仪的光谱信号的检测值和信噪比。该方法的应用实验表明,光谱仪锁相放大电路中被测信号与参考信号的频率分别为610.65±1.02Hz、610.65±1.06Hz。在进行两路信号的同步调整过程中,对光谱仪调整过程的四种状态进行了单点测量和样品光谱测量,四种状态单点测量的光谱数字量分别为54538、47960、49588、57498,光谱数据的信噪比分别为1915、280、498、2591。锁相放大两路信号的同步提高了光谱检测值、提高光谱数据的信噪比。
王婧茹[7]（2017）在《近红外光谱仪调制信号的频率误差及数字解调方法研究》文中研究指明便携式近红外光谱仪器可以快速、无损、原位分析物质的分子结构和组成,但目前在我国主要依赖进口。扫描型便携式近红外光谱仪光谱范围广、结构简单、性价比高,但光谱幅度调制信号（以下简称调制信号）存在频率波动,影响光谱信号的检测精度。因此,研究扫描型便携式近红外光谱仪中调制信号的频率误差,提出适用于调制信号频率特性的高精度数字解调方法,对提升国产仪器的国际竞争力具有十分重要的意义。本文研究了扫描型便携式近红外光谱仪调制信号的频率误差,建立了数字锁定放大中解调幅度与频率误差的函数模型,提出了三种适用于调制信号的数字解调算法,设计了数字解调电路系统,完成了三种算法在光谱仪中的应用实验研究。主要研究内容如下:1、针对调制信号频率误差对数字锁定放大解调幅度的影响,建立了解调幅度与频率误差的函数关系。明确了采用数字锁定放大技术解调信号幅度时,若被测信号相对参考信号存在频率系统误差或随机误差,解调幅度也存在相应的系统误差或随机误差,且还与被测信号相对于参考信号的相位有关。2、三种数字解调算法的研究。基于数字锁定放大理论,提出了三种适用于调制信号频率波动的数字解调算法,并通过仿真实验验证了算法的有效性。三种算法分别为:（1）零相位倍频采样数字解调算法。当被测信号存在频率波动时,倍频采样数字锁定放大算法解调幅度存在较大噪声。根据解调幅度与频率误差的函数关系,提出了零相位倍频采样数字解调算法。通过设定被测信号在零相位时刻开始采样,减小了频率误差存在时,由相位变化引起的幅度解调随机误差。（2）数值积分数字解调算法。利用信号整周期内的数值积分平均运算代替锁定放大中的相敏检波和低通滤波,实现信号幅度的解调。该算法无需参考信号,对于频率波动的被测信号,每个周期内的采样点数随被测信号频率变化而调整,具有频率的自适应性,减小了频率随机误差对信号幅度解调精度的影响。（3）频率校正数字解调算法。调制信号频率波动时,数值积分数字解调算法无法保证积分区间为整周期而存在幅度解调误差。频率校正数字解调算法以采样频率和被测信号频率的比值代替采样点数,校正了采样频率与被测信号频率比值为非整数时,每个信号周期内最后一个采样点的整数取舍误差,从而提高了幅度解调的频率适应性。3、数字解调电路系统设计及实验。设计具有零相位判断和频率测量功能的数字解调电路系统,利用数字信号处理器DSP对高速模数转换器采集的信号进行幅度解调处理。在数字解调电路系统实验中,采用零相位倍频采样、数值积分和频率校正三种数字解调算法,检测信号发生器输出的正弦扫频信号幅度。三种算法的幅度检测结果信噪比分别为51.03d B、59.05d B和90.16d B,证明被测信号存在频率波动时,频率校正数字解调算法有效提高了幅度解调精度。4、光谱仪调制信号数字解调算法的应用实验研究。将数字解调电路系统应用到扫描型便携式近红外光谱仪中,采用基于零相位倍频采样、数值积分和频率校正三种数字解调算法检测光谱信号,反射率信噪比分别为53.49d B、52.59d B、55.52d B。针对数值积分和频率校正两种数字解调算法,简化数字解调电路系统以减小电路噪声的引入后,两种算法检测到光谱数据反射率的信噪比分别为60.69d B和65.53d B,较模拟锁定放大系统的检测结果（58.01d B）相比,均提高了光谱数据的检测精度。研究结果表明,采用频率校正数字解调算法进行光谱数据检测时,计算量小、检测精度高,反射率信噪比达到65.53d B,实现了扫描型便携式近红外光谱仪中调制信号的高精度数字解调。
季绪飞[8]（2016）在《提高便携式近红外光谱仪精度的改进研究》文中认为近红外光谱分析技术具有分析速度快、样品前处理简单、无损测量等优点,在农业、制药、石化等领域得到了广泛应用。便携式近红外光谱仪受体积、功耗及使用环境的限制,使之与实验室仪器相比,在仪器精度方面存在较大的差距,严重影响了便携式近红外光谱仪在各领域的应用和近红外光谱技术的推广。因此,针对实验室自主研制的基于数字锁相放大技术的便携式光栅近红外光谱仪PISA-S-4N,开展提高仪器精度的方法和实验研究。针对便携式近红外光谱仪PISA-S-4N精度较低的问题,根据光谱仪结构,分析仪器系统信号转换放大传输过程,确定了影响仪器精度的主要模块及相关参数:调制器稳速控制模块的调制频率的稳定性、传感器恒温控制模块的控制温度的稳定性、数字解调采集控制模块解调算法对频率波动的适应性,并提出了相应的改进方案。针对光谱仪调制器锁相环稳速控制模块稳速效果差的问题,基于PID技术,结合H桥电机驱动芯片、单片机控制器,通过程序控制减小调制扇加工及安装误差对稳速控制的影响,设计了稳速控制模块;针对原传感器恒温控制模块控温精度低的问题,基于PID技术,结合桥式测温电路、半导体制冷器专用驱动芯片、单片机控制器,设计了恒温控制模块;针对实验室基于4N倍数字正交解调原理的采集控制模块解调对频变输入信号解调存在误差的问题,基于本实验室提出的具有频率自适应的简化锁相放大器原理,设计了整周期数字解调采集控制模块,利用单片机代替CPLD+DSP实现整周期解调算法,算法简单、电路简化。通过与光谱仪原模块的实验对比,调制器稳速控制模块稳速波动量由5.67Hz减小到3.01Hz,应用于PISA-S-4N光谱仪,仪器信噪比由原来的1777提高到3496;传感器恒温控制模块控温波动量由0.89℃减小到0.11℃,应用于PISA-S-4N光谱仪,仪器信噪比提高到2259;基于整周期数字解调算法的采集系统改进,实现硬件电路的简化和软件算法的优化,仪器信噪比提高到3827;将上述三个模块集成到便携式近红外光谱仪系统中,仪器信噪比指标提高到4938。
汪少锋[9]（2016）在《基于FPGA带频率自适应跟踪的矢量型数字锁相放大器设计》文中指出在对微弱光电信号进行检测的系统中,由于存在着较强的噪声和各种干扰,使得有用信号几乎不可能被直接测量,而使用锁相放大器却可以及大地抑制噪声的影响获得有用信息。目前主流的通用锁相放大器,无论是国内产品还是国外产品,几乎都是采用的数字电路结构,如Standford研发的SR系列、中山大学研发的OE系列等。在数字锁相放大器的实现方式上,相比于在DSP、Labview等平台上实现锁相算法,基于可编程逻辑器件FPGA的实现方式在并行处理能力和实时性上都具有明显的优势。本文的研究工作着眼于实际课题,对相关检测原理在微弱光电信号测量中的应用作了分析,对锁相放大器的国内外研究现状进行了介绍;以Altera公司的FPGA芯片EP4CE115F29C7N为数字信号处理平台,结合16bitADDA转换模块,设计了基于正交矢量型结构的数字锁相放大器系统,其可以对输入信号频率进行自适应跟踪,同时对单频干扰具备自适应滤除。该系统主要包括以下几方面开发工作:1.结合基于FFT的载频估计和数字锁相环技术实现了系统的快速频率自适应跟踪功能。详细分析了系统中应用到的两种性能优异锁相环的实现（平方锁相环和Costas环）、DDS技术、FFT载频估计模块。2.对系统中多处使用到的各种不同类型与参数的滤波器,对其设计方法和实现过程进行了详尽介绍。主要包含FIR滤波器的FPGA实现;通过使用多速率处理技术（降采样技术）在大大降低FPGA资源消耗的情况下,实现带宽为0.1Hz的窄带低通滤波,对于降采样中常用的CIC滤波器和HBF半带滤波器的特性与设计方法进行了介绍。使用误差的符号LMS算法,在FPGA中实现了自适应陷波器,其可以有效滤除50Hz工频干扰和100Hz照明干扰。3.测试系统的频率跟踪范围、跟踪速度和精度,以及系统的抗噪声性能;并给出该系统的整体测量结果,该系统的实测频率自适应范围为（0.02,8000）Hz,此范围内仿真频率跟踪精度达10-4Hz,系统带宽0.1Hz,平均相对测量误差为0.87%。剖析了在系统中有可能引入误差的多种因素,给出了相应的解决思路。
赖志慧[10]（2014）在《基于Duffing振子混沌和随机共振特性的微弱信号检测方法研究》文中提出机械设备的故障诊断技术是机械工程学科的一门重要分支学科,它不仅包括对机械设备故障机理的研究,也包括对诊断手段和方法的研究,其中最重要的诊断方法之一是振动诊断技术。振动诊断技术面临的关键问题是微弱信号的检测和处理,由于实际工程中微弱信号的广泛存在,微弱信号的检测方法在一定程度上决定了振动信号分析乃至故障诊断的准确率。将这个问题提炼出来,就是机械设备故障诊断中的微弱信号检测问题。微弱信号检测方法大体可以分为传统的线性方法和近几年逐渐兴起的非线性方法。本论文以非线性Duffing振子为研究对象,研究基于非线性Duffing振子的微弱信号检测方法,深入分析其检测原理、检测模型和检测效果,并解决实际工程中的应用问题,最终实现微弱信号的检测和机械设备的故障诊断。这也是本论文研究的重要意义和最终目的。Duffing振子不仅存在混沌特性,也存在随机共振特性,由这两点非线性特性均能够发展出相应的微弱信号检测方法。因此本论文整体可分为两个部分。首先研究了Duffing振子的混沌特性。利用Duffing振子在混沌临界状态的参数敏感性和噪声免疫特性,可以实现极低信噪比微弱信号的检测。以非线性动力学的基本原理和Mel’nikov方法为主要工具,从定性讨论和定量分析的角度全面研究了混沌Duffing振子的动力学特性,在此基础上,得到基于混沌Duffing振子的微弱信号检测方法。该方法能够达到较低的检测信噪比,但在实际工程中模型存在只能检测小频率信号、模型参数难以确定、噪声影响无法避免、信号初相位影响检测等问题。本论文提出一种结合变尺度方法和阵列振子的参数固定的混沌Duffing振子检测模型,实现基于混沌Duffing振子的任意频率和初相位的微弱特征信号检测。其次研究了Duffing振子的随机共振特性。Duffing振子的随机共振具有对低频微弱信号的放大作用,是一种潜在的微弱信号检测模型。为揭示Duffing振子的随机共振原理,分别从方程来源和演化的角度定性分析了随机共振现象,从Kramers逃逸速率的角度定量分析了随机共振的产生条件,从绝热近似理论角度推导了随机共振的小参数限制条件,同时还提出Duffing振子的稳态解曲线概念,形象、直观地解释了Duffing振子的输出响应曲线和随机共振原理。原理分析为基于Duffing振子随机共振的微弱信号检测方法提供基本的理论依据。为解决Duffing振子在大参数（大的信号幅值、频率和噪声强度）条件下无法实现随机共振的局限性,创造性引入线性幅值变换、变尺度/参数调节和阻尼比参数调节的方法,分别实现大幅值、大频率和大噪声强度参数条件下的Duffing振子随机共振,论文中还证明了Duffing振子在大频率参数条件下的变尺度和参数调节随机共振的等价性。综合上述方法,最终提出在任意大参数条件下Duffing振子随机共振的实现方法。提出级联Duffing振子的模型,证明该模型同样具有随机共振特性,也同样可以实现大参数随机共振。研究该模型比单级Duffing振子具有更好输出响应效果的参数条件,包括特征信号的幅值、频率、噪声强度和系统的阻尼比参数、级数等。研究表明级联Duffing振子在参数条件合适的情况下能够进一步提高系统输出信号的信噪比,同时由于其优良的整形滤波性能,也是一种潜在的方波信号检测模型。提出全面包含系统参数、信号参数和调节参数在内的Duffing振子广义调参随机共振模型,以Kramers逃逸速率为理论工具,提出Duffing振子实现随机共振的判别函数,从而对该模型中的参数对系统随机共振的影响进行全面和深入的研究。研究表明,该模型能够在系统、信号和噪声三者不匹配时,通过广义参数调节的方法实现Duffing振子的随机共振,最后总结得到其调参规律。综合上述研究成果,最终提出基于Duffing振子随机共振的微弱信号检测方法。给出具体的检测模型和检测步骤,通过3个故障诊断实例验证了该方法在实际工程应用中的有效性和可靠性。本论文的研究不仅完善了基于混沌Duffing振子的微弱信号检测方法,而且建立并基本构建了基于Duffing振子随机共振的微弱信号检测方法理论和体系。研究成果为微弱信号检测提供新的思路,为方法的进一步深入研究打下了理论和实验的基础。
二、参考信号频率自调整的锁定放大器的设计应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、参考信号频率自调整的锁定放大器的设计应用（论文提纲范文）
（1）电磁涡流油气集输管道内壁缺陷检测技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 电磁涡流检测理论及系统设计 |
| 2.1 涡流检测原理 |
| 2.2 阻抗分析法 |
| 2.3 涡流趋肤效应 |
| 2.4 系统设计指标 |
| 2.5 系统总体方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 电磁涡流检测系统硬件设计 |
| 3.1 系统硬件总体设计 |
| 3.2 激励信号源设计 |
| 3.2.1 MSP430 单片机 |
| 3.2.2 DDS信号发生器 |
| 3.2.3 低通滤波电路 |
| 3.2.4 信号放大电路 |
| 3.3 检测探头设计 |
| 3.3.1 激励线圈 |
| 3.3.2 检测传感器 |
| 3.4 信号调理设计 |
| 3.4.1 仪表放大电路 |
| 3.4.2 第一级带通滤波电路 |
| 3.4.3 可调增益放大电路 |
| 3.4.4 第二级带通滤波电路 |
| 3.4.5 正交矢量型锁定放大器 |
| 3.5 数据采集处理 |
| 3.5.1 数据采集电路 |
| 3.5.2 FPGA信号处理电路 |
| 3.5.3 串口通信电路 |
| 3.6 电源管理电路 |
| 3.7 电路PCB设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 电磁涡流检测系统软件设计 |
| 4.1 系统软件总体设计 |
| 4.2 基于单片机的程序设计 |
| 4.2.1 AD9958 驱动 |
| 4.2.2 TFT液晶显示 |
| 4.3 基于FPGA的逻辑设计 |
| 4.3.1 ADC信号采集 |
| 4.3.2 数字相敏检波 |
| 4.3.3 UART串口设计 |
| 4.3.4 SD卡存储设计 |
| 4.4 上位机软件开发 |
| 4.4.1 Visual Studio |
| 4.4.2 上位机系统功能 |
| 4.4.3 上位机程序设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 电磁涡流检测实验结果分析 |
| 5.1 系统硬件单板测试 |
| 5.1.1 激励信号源 |
| 5.1.2 信号调理电路 |
| 5.2 下位机检测缺陷实验 |
| 5.2.1 微弱信号检测 |
| 5.2.2 不同缺陷深度 |
| 5.2.3 不同缺陷直径 |
| 5.3 系统检测缺陷联合测试 |
| 5.3.1 系统静态测试 |
| 5.3.2 系统动态测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（2）空间光通信中ATP系统微弱信标光信号处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 空间光通信发展现状及趋势 |
| 1.2.1 星间和星地光通信实验 |
| 1.2.2 深空激光通信验证实验 |
| 1.2.3 国内激光通信 |
| 1.2.4 激光通信技术的发展趋势 |
| 1.3 无独立信标光的星间光通信系统 |
| 1.4 微弱光信号处理技术现状 |
| 1.5 主要研究工作及内容安排 |
| 1.5.1 论文技术路线和研究内容 |
| 1.5.2 论文各章节安排 |
| 第二章 无独立信标光ATP系统及其光斑位置检测技术 |
| 2.1 无独立信标光ATP系统 |
| 2.1.1 组成结构 |
| 2.1.2 工作原理 |
| 2.1.3 捕获过程 |
| 2.2 光斑位置检测指标 |
| 2.2.1 跟踪、瞄准精度指标的确定 |
| 2.2.2 跟踪精度和系统带宽的关系 |
| 2.3 光斑定位精度需求 |
| 2.3.1 瞄准误差分析 |
| 2.3.2 光斑位置检测精度对误码率的影响 |
| 2.4 QD的工作原理 |
| 2.4.1 外形结构 |
| 2.4.2 光斑位置检测原理 |
| 2.4.3 QD性能评价参数 |
| 2.4.4 QD的检测模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低信噪比条件下的光电流信号幅度检测 |
| 3.1 信道对光束的影响 |
| 3.1.1 衰减作用 |
| 3.1.2 背景辐射 |
| 3.2 系统噪声分析 |
| 3.2.1 四象限探测器噪声 |
| 3.2.2 放大器噪声 |
| 3.2.3 系统总噪声 |
| 3.3 基于强度调制的光束信号检测 |
| 3.3.1 QD对调制光束的响应 |
| 3.3.2 基于FFT的线谱信号检测 |
| 3.4 基于时反卷积的线谱增强技术 |
| 3.4.1 时反卷积算法 |
| 3.4.2 TRC算法的信噪比增益 |
| 3.4.3 仿真分析 |
| 3.5 基于互相关算法的线谱增强技术 |
| 3.5.1 互相关算法推导 |
| 3.5.2 循环互相关算法 |
| 3.5.3 仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 强光干扰下的光电流信号幅度检测 |
| 4.1 无独立信标光通信终端设计 |
| 4.2 基于偏振态的光束隔离实验 |
| 4.3 QD对多个入射光束的响应 |
| 4.4 基于ANF-TRC算法的线谱分离技术 |
| 4.4.1 LMS自适应陷波器 |
| 4.4.2 仿真分析 |
| 4.5 基于CCR算法的线谱分离技术 |
| 4.5.1 理论推导 |
| 4.5.2 仿真分析 |
| 4.5.3 调制频率的选取 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 光斑位置检测实验 |
| 5.1 实验系统电路结构 |
| 5.2 主要电路 |
| 5.2.1 QD参数 |
| 5.2.2 放大电路 |
| 5.2.3 模数转换电路 |
| 5.3 低信噪比条件下光斑位置检测实验 |
| 5.3.1 实验光路 |
| 5.3.2 实验结果分析 |
| 5.4 强光干扰下光斑位置检测实验 |
| 5.4.1 实验光路 |
| 5.4.2 实验结果分析 |
| 5.5 闭环跟踪实验 |
| 5.5.1 基于TRC方法的闭环实验结果 |
| 5.5.2 基于CCR方法的闭环实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.1.1 工作总结 |
| 6.1.2 主要创新工作 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（3）强背景环境噪声下的弱声学信号提取方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水下信号检测方法研究现状 |
| 1.2.2 弱信号检测方法研究现状 |
| 1.2.3 BP神经网络发展与现状 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 主要工作 |
| 2 盲源分离方法基本理论 |
| 2.1 盲源分离方法 |
| 2.2 盲源分离方法基本假设和不确定性分析 |
| 2.3 ICA方法基本理论 |
| 2.3.1 ICA的代价函数 |
| 2.3.2 ICA的优化方法 |
| 2.4 声学信号分离效果评价 |
| 2.5 峰值信噪比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 空气中弱脉冲声信号分离数值仿真及实验研究 |
| 3.1 弱脉冲声信号特性介绍 |
| 3.2 单干扰噪声源模型分离数值分析 |
| 3.2.1 声源设置 |
| 3.2.2 模拟观测信号 |
| 3.2.3 信号分离过程 |
| 3.3 单干扰噪声源信号分离实验验证 |
| 3.3.1 声源布置 |
| 3.3.2 声源测试 |
| 3.3.2 算法分离结果 |
| 3.4 双干扰噪声源模型数值分析 |
| 3.5 双干扰噪声源信号分离实验验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 水下弱声学信号数值分析及实验研究 |
| 4.1 船舶水下辐射噪声特性 |
| 4.1.1 船舶水下辐射噪声 |
| 4.1.2 船舶水下辐射噪声特性 |
| 4.2 频域FastICA算法 |
| 4.3 数值模型分析 |
| 4.4 水下螺旋桨辐射声场信号分离实验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于BP神经网络方法的弱声学信号提取研究 |
| 5.1 时域特征提取 |
| 5.1.1 常用时域数据特征指标 |
| 5.1.2 分离信号中心化及比例缩放处理 |
| 5.1.3 针对分离信号时域特征指标的选取 |
| 5.2 BP神经网络理论 |
| 5.3 用于声学信号分离的BP神经网络搭建研究 |
| 5.3.1 声学信号特征指标归一化处理 |
| 5.3.2 声学信号训练样本的建立 |
| 5.3.3 BP神经网络训练结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）用于微弱信号检测的新型锁定放大器设计（论文提纲范文）
| 1 锁定放大器的基本原理 |
| 2 新型锁定放大器的设计 |
| 2.1 相位校准模块 |
| 2.2 正交校准模块 |
| 2.3 频率调谐模块 |
| 2.4 测量模块 |
| 3 Candence平台仿真结果 |
| 4 结语 |
（5）极微弱光电流检测系统设计及频率锁定误差校正方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微弱电流检测的应用发展 |
| 1.2.2 光电转换器件介绍 |
| 1.2.3 极微弱光电流检测相关产品介绍 |
| 1.2.4 频率锁定误差问题 |
| 1.3 本文主要解决问题 |
| 1.4 本文的研究内容和结构安排 |
| 第二章 极微弱光电流检测技术基础 |
| 2.1 极微弱光电流检测原理 |
| 2.2 极微弱光电流检测相关电路理论 |
| 2.2.1 光电二极管及等效模型电路 |
| 2.2.2 微弱电流信号电流-电压转换电路 |
| 2.3 材料绝缘性与漏电流问题 |
| 2.3.1 材料绝缘性与漏电 |
| 2.3.2 降低材料漏电和干扰的方法 |
| 2.3.3 电路与线缆的漏电流保护 |
| 2.4 噪声相关理论 |
| 2.4.1 器件噪声特性介绍 |
| 2.4.2 干扰噪声及抑制 |
| 2.5 锁定放大理论与频率锁定误差 |
| 2.5.1 锁定放大器检测原理 |
| 2.5.2 双相锁定放大器原理 |
| 2.5.3 频率锁定误差问题 |
| 第三章 极微弱光电流检测系统设计 |
| 3.1 需求分析和总体方案 |
| 3.1.1 应用需求分析 |
| 3.1.2 总体方案设计 |
| 3.2 前端模拟部分设计 |
| 3.2.1 调制驱动电流输出电路设计 |
| 3.2.2 前置光电流信号放大电路设计 |
| 3.2.3 干扰噪声的隔离与抑制 |
| 3.3 数字处理部分设计 |
| 3.3.1 数字部分硬件设计 |
| 3.3.2 数字部分软件设计 |
| 3.4 结构、接口设计和接地要求 |
| 3.4.1 结构设计 |
| 3.4.2 外部接口设计 |
| 3.4.3 检测接地要求 |
| 3.5 系统搭建与测试分析 |
| 3.5.1 系统搭建 |
| 3.5.2 系统测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 频率锁定误差校正技术 |
| 4.1 频率锁定误差对检测精度的影响分析 |
| 4.2 锁定频率跟踪法 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 在检测系统中的应用 |
| 4.2.3 商用锁定放大器锁定频率跟踪附件 |
| 4.3 平顶LPF法 |
| 4.3.1 平顶窄带LPF的实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 存在的问题及展望 |
| 5.2.1 存在的问题 |
| 5.2.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）光谱仪锁相放大两路信号同步调整方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 近红外光谱分析技术及仪器现状 |
| 1.2.2 锁相放大技术研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 光谱仪锁相放大误差研究 |
| 2.1 锁相放大误差来源 |
| 2.1.1 锁相放大信号频率误差 |
| 2.1.2 锁相放大两路信号相位误差 |
| 2.2 锁相放大误差分析 |
| 第3章 锁相放大两路信号频率关系实验研究 |
| 3.1 锁相放大两路信号频率与调制盘偏心关系的实验研究 |
| 3.1.1 实验器材 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.1.3 实验数据与分析 |
| 3.1.4 实验结论 |
| 3.2 锁相放大两路信号频率波动差值不同产生原因实验研究 |
| 3.2.1 实验器材 |
| 3.2.2 实验方法 |
| 3.2.3 实验数据与分析 |
| 3.2.4 实验结论 |
| 3.3 锁相放大两路信号频率与光耦位置的关系实验研究 |
| 3.3.1 实验器材 |
| 3.3.2 实验方法 |
| 3.3.3 实验数据与分析 |
| 3.3.4 实验结论 |
| 3.4 锁相放大两路信号同步调整方法的研究 |
| 3.4.1 锁相放大两路信号同步调整方法的提出 |
| 3.4.2 锁相放大两路信号同步调整方法实现步骤设计 |
| 第4章 锁相放大两路信号同步调整实验平台设计 |
| 4.1 实验平台设计指标 |
| 4.2 方案设计 |
| 4.3 硬件搭建及设计 |
| 4.3.1 硬件搭建 |
| 4.3.2 硬件设计 |
| 4.4 软件设计 |
| 4.4.1 下位机软件设计 |
| 4.4.2 上位机软件设计 |
| 第5章 锁相放大两路信号同步调整方法应用实验 |
| 5.1 实验平台 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验数据与分析 |
| 5.4 实验结论 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（7）近红外光谱仪调制信号的频率误差及数字解调方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 课题相关国内外研究现状 |
| 1.2.1 便携式近红外光谱仪器研究现状 |
| 1.2.2 光谱仪信号调制精度研究现状 |
| 1.2.3 光谱仪调制信号解调技术研究现状 |
| 1.2.4 微弱信号检测技术研究现状 |
| 1.2.5 调幅信号的数字解调算法研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及结构安排 |
| 第2章 近红外光谱仪调制信号频率误差研究 |
| 2.1 近红外光谱仪结构与噪声分析 |
| 2.1.1 光谱仪结构原理 |
| 2.1.2 光谱仪噪声来源 |
| 2.2 调制信号频率误差的产生机理 |
| 2.2.1 直流电机驱动控制误差 |
| 2.2.2 调制扇机械加工及安装误差 |
| 2.2.3 调制信号频率误差 |
| 2.3 调制信号频率误差的影响 |
| 2.3.1 传感器模块 |
| 2.3.2 滤波器模块 |
| 2.3.3 模拟锁定放大模块 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 数字锁定放大误差分析及算法研究 |
| 3.1 数字锁定放大理论基础 |
| 3.2 数字锁定放大误差理论分析 |
| 3.2.1 频率误差影响 |
| 3.2.2 相位影响 |
| 3.3 零相位倍频采样数字解调算法研究 |
| 3.3.1 倍频采样数字锁定放大算法 |
| 3.3.2 零相位倍频采样算法设计 |
| 3.4 零相位倍频采样数字解调算法仿真 |
| 3.4.1 零相位倍频采样算法程序设计 |
| 3.4.2 零相位倍频采样算法仿真实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于数值积分的数字解调算法研究 |
| 4.1 数值积分数字解调算法研究 |
| 4.1.1 数值积分算法提出 |
| 4.1.2 数值积分算法仿真实验 |
| 4.1.3 数值积分算法误差分析 |
| 4.2 频率校正数字解调算法研究 |
| 4.2.1 频率校正算法提出 |
| 4.2.2 频率校正算法仿真实验 |
| 4.3 数值积分和频率校正算法对比研究 |
| 4.3.1 系统误差对比研究 |
| 4.3.2 随机误差对比研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 数字解调电路系统设计及实验 |
| 5.1 数字解调电路系统总体设计 |
| 5.1.1 任务分析及指标 |
| 5.1.2 系统总体设计 |
| 5.2 数字解调电路单元模块设计 |
| 5.2.1 滤波放大单元设计 |
| 5.2.2 过零比较单元设计 |
| 5.2.3 数据采集单元设计 |
| 5.2.4 分频采集控制单元设计 |
| 5.2.5 数据处理与控制单元设计 |
| 5.2.6 数字解调系统设计小结 |
| 5.3 数字解调电路系统实验 |
| 5.3.1 数字锁定放大误差验证实验 |
| 5.3.2 三种数字解调算法对比实验 |
| 5.3.3 被测信号幅度取值影响实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 光谱仪调制信号数字解调算法应用实验研究 |
| 6.1 基于数字解调电路系统的光谱仪应用实验 |
| 6.1.1 实验器材 |
| 6.1.2 实验方法 |
| 6.1.3 实验结果 |
| 6.1.4 分析与讨论 |
| 6.2 数字解调电路简化后的光谱仪应用实验 |
| 6.2.1 数字解调电路简化 |
| 6.2.2 实验设计 |
| 6.2.3 实验结果与讨论 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 完成的主要工作与结论 |
| 7.2 本文研究的创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间取得研究成果 |
| 致谢 |
（8）提高便携式近红外光谱仪精度的改进研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 便携式近红外光谱仪器现状 |
| 1.2.2 电机稳速控制技术 |
| 1.2.3 制冷控制技术 |
| 1.2.4 光谱调制信号解调技术 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 影响PISA-S-4N精度的模块分析和改进方案设计 |
| 2.1 便携式近红外光谱仪结构 |
| 2.2 调制器稳速控制模块对光谱仪精度的影响分析 |
| 2.3 传感器恒温控制模块对光谱仪精度的影响分析 |
| 2.4 采集控制模块对光谱仪精度的影响分析 |
| 2.5 光谱仪改进方案设计 |
| 第3章 调制器稳速控制模块改进设计 |
| 3.1 调制器PID稳速控制模块方案设计 |
| 3.2 调制器PID稳速控制模块硬件电路设计 |
| 3.2.1 光耦及整形电路 |
| 3.2.2 H桥驱动电路 |
| 3.2.3 单片机控制器 |
| 3.3 调制器PID稳速控制模块软件设计 |
| 3.4 实验及分析 |
| 3.4.1 实验器材 |
| 3.4.2 实验方法 |
| 3.4.3 实验结果与分析 |
| 3.4.4 实验结论 |
| 第4章 传感器恒温控制模块改进设计 |
| 4.1 半导体制冷器与温度传感器 |
| 4.1.1 半导体制冷器 |
| 4.1.2 温度传感器 |
| 4.2 传感器PID恒温控制模块方案设计 |
| 4.3 传感器PID恒温控制模硬件电路设计 |
| 4.3.1 电桥和放大电路 |
| 4.3.2 AD转换电路 |
| 4.3.3 温控驱动电路 |
| 4.3.4 DA转换电路 |
| 4.3.5 单片机控制器 |
| 4.4 传感器PID恒温控制模块软件设计 |
| 4.5 实验与分析 |
| 4.5.1 实验器材 |
| 4.5.2 实验方法 |
| 4.5.3 实验结果与分析 |
| 4.5.4 实验结论 |
| 第5章 数字解调采集控制模块改进设计 |
| 5.1 整周期数字解调采集控制模块方案设计 |
| 5.2 整周期数字解调采样控制模块硬件电路设计 |
| 5.2.1 滤波放大电路 |
| 5.2.2 模数转换电路 |
| 5.2.3 单片机控制器 |
| 5.3 整周期数字解调采样控制模块软件设计 |
| 5.4 实验与分析 |
| 5.4.1 实验器材 |
| 5.4.2 实验方法 |
| 5.4.3 实验结果与分析 |
| 5.4.4 结论 |
| 第6章 便携式近红外光谱仪精度改进对比实验 |
| 6.1 调制器稳速控制模块改进对信噪比的影响实验 |
| 6.1.1 实验器材 |
| 6.1.2 实验方法 |
| 6.1.3 实验结果对比与分析 |
| 6.1.4 结论 |
| 6.2 传感器恒温控制模块改进对信噪比的影响实验 |
| 6.2.1 实验器材 |
| 6.2.2 实验方法 |
| 6.2.3 实验结果对比与分析 |
| 6.2.4 结论 |
| 6.3 综合改进对信噪比的影响实验 |
| 6.3.1 实验器材 |
| 6.3.2 实验方法 |
| 6.3.3 实验结果对比与分析 |
| 6.3.4 结论 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于FPGA带频率自适应跟踪的矢量型数字锁相放大器设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究目的 |
| 1.2 国内外研究现状及趋势 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 数字锁相放大器的特点 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 第二章 锁相放大器的设计原理与设计方案 |
| 2.1 互相关检测原理概述 |
| 2.2 锁相放大器的结构与参数 |
| 2.2.1 单通道锁相放大器结构 |
| 2.2.2 正交矢量型锁相放大器结构 |
| 2.2.3 锁相放大器性能参数 |
| 2.3 锁相放大器的总体设计方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 自适应频率跟踪模块的设计 |
| 3.1 跟踪模块的总体结构与工作原理 |
| 3.2 数字锁相环的分析与设计 |
| 3.2.1 平方锁相环的设计 |
| 3.2.2 Costas环的设计 |
| 3.3 FFT载频估计模块 |
| 3.4 自适应频率跟踪的仿真实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数字滤波器的设计 |
| 4.1 基于FPGA的FIR低通滤波器设计 |
| 4.2 多速率数字信号处理 |
| 4.2.1 CIC滤波器的特性与设计 |
| 4.2.2 HBF滤波器的特性与设计 |
| 4.3 级联窄带低通滤波器 |
| 4.4 自适应陷波器滤除单频干扰 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 系统整体实现与测试 |
| 5.1 锁放的整体实现与时钟分配 |
| 5.2 自适应频率跟踪精度与抗噪声性能 |
| 5.3 整体测试结果 |
| 5.4 系统误差来源与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读硕士学位期间发表论文与专利 |
（10）基于Duffing振子混沌和随机共振特性的微弱信号检测方法研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 混沌理论及基于混沌的微弱信号检测方法 |
| 1.3 随机共振及基于随机共振的微弱信号检测方法 |
| 1.4 论文主要研究内容与创新点 |
| 第二章 基于混沌Duffing振子的微弱信号检测方法 |
| 2.1 混沌Duffing振子的描述 |
| 2.2 混沌Duffing振子的动力学特性分析 |
| 2.3 基于混沌Duffing振子的微弱特征信号检测 |
| 2.4 检测模型与检测步骤 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 二维Duffing振子随机共振的基本理论 |
| 3.1 二维Duffing振子随机共振模型的来源及演化 |
| 3.2 基于Kramers逃逸速率的Duffing振子随机共振机理 |
| 3.3 绝热近似理论和Duffing振子随机共振的小参数限制 |
| 3.4 二维Duffing方程的稳态解和动态响应研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Duffing振子的大参数随机共振 |
| 4.1 大频率信号的变尺度随机共振 |
| 4.2 大频率信号的参数调节随机共振及与变尺度随机共振的关联性 |
| 4.3 大噪声强度信号的阻尼比参数调节随机共振 |
| 4.4 大幅值信号的线性幅值变换随机共振 |
| 4.5 二维Duffing振子的大参数随机共振 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 级联Duffing振子的随机共振 |
| 5.1 级联Duffing振子及其随机共振 |
| 5.2 级联Duffing振子的大参数随机共振 |
| 5.3 级联Duffing振子输出响应优化实现的参数条件研究 |
| 5.4 级联Duffing振子对方波信号的滤波整形特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 Duffing振子的广义调参随机共振 |
| 6.1 二维Duffing振子的广义调参随机共振模型 |
| 6.2 基于Kramers逃逸速率的Duffing振子广义参数分析 |
| 6.3 二维Duffing振子广义调参随机共振的研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 二维Duffing振子随机共振的工程应用研究 |
| 7.1 基于Duffing振子随机共振的微弱信号检测方法 |
| 7.2 应用实例 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、参考信号频率自调整的锁定放大器的设计应用（论文参考文献）
- [1]电磁涡流油气集输管道内壁缺陷检测技术的研究[D]. 牛广亮. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]空间光通信中ATP系统微弱信标光信号处理技术研究[D]. 李庆. 电子科技大学, 2020(03)
- [3]强背景环境噪声下的弱声学信号提取方法研究[D]. 高健桐. 大连理工大学, 2020(02)
- [4]用于微弱信号检测的新型锁定放大器设计[J]. 戴澜,洪亚茹. 北方工业大学学报, 2018(05)
- [5]极微弱光电流检测系统设计及频率锁定误差校正方法[D]. 陈刘浩. 西安电子科技大学, 2018(02)
- [6]光谱仪锁相放大两路信号同步调整方法研究[D]. 乔丽伟. 吉林大学, 2018(12)
- [7]近红外光谱仪调制信号的频率误差及数字解调方法研究[D]. 王婧茹. 吉林大学, 2017(03)
- [8]提高便携式近红外光谱仪精度的改进研究[D]. 季绪飞. 吉林大学, 2016(09)
- [9]基于FPGA带频率自适应跟踪的矢量型数字锁相放大器设计[D]. 汪少锋. 华中科技大学, 2016(11)
- [10]基于Duffing振子混沌和随机共振特性的微弱信号检测方法研究[D]. 赖志慧. 天津大学, 2014(08)