一种有效提取弱信号的新方法.pdfVIP

　 　 V o l. 2 1 高 等 学 校 化 学 学 报 　　　N o. 1 　 2 0 0 0 年 1 月 　　　　　　　 CH EM ICAL JOU RNAL O F CH IN E SE UN IV ER S IT IE S　　　　　　 　 53～ 55　 [ 研究快报] 一种有效提取弱信号的新方法 王利亚　蔡文生　印春生　潘忠孝 ( 中国科技大学应用化学系, 合肥 230026) 关键词　随机共振; 微弱信号检测; 噪声的协作效应; 小波分析 中图分类号　 53　　　　文献标识码　 　　　　文章编号　025 10790 (2000) 0 1005303 O A 随机共振(Stoch a st ic R esonance, 简称 SR ) 最初由B enzi[ 1 ] 于 1981 年提出, 并在气象学领域中得到 了成功的应用. 根据随机共振理论, 通过加噪声可在某一“共振”点处大幅度提高信号的信噪比. 这种 [2 ] 方法也已成功地应用于方波脉冲信号的恢复 , 但在化学信号中的应用尚属空白. 我们首次将这种方 [3 ] 法用于化学弱信号的检测, 并在简单喇曼谱图的解析中获得成功 . 但是, 加噪声的方法作为一种有 效的信号分析手段还显得很不成熟. 具体表现为处理过程较繁, 分析信号的峰位偏移明显, 而且结果 [3 ] 在一定程度上要依赖人为判断来决定 . 　　在加噪声方法的基础上, 本文提出一种只利用测量信号本身所包含噪声的协作效应来检测化学弱 信号的新方法, 该法与加噪声方法的相同之处在于二者都是根据随机共振原理, 利用噪声与信号、非 线性系统三者之间的最佳匹配来提高信噪比; 不同之处在于加噪声方法调节的是噪声强度, 而本方法 调节的是非线性系统本身的参数, 不靠向测量信号继续添加噪声来实现“共振”, 也能达到检测信号的 目的, 这在一定程度上提高了微弱信号的检测效果. 　　本文将该法应用于液体CC l4 样品的喇曼光谱图的解析, 并获得了令人满意的检测结果. 这也证明 这种新方法在微弱信号检测方面具有一定的优势. 1　数学原理 　　信号通过非线性系统时, 随着噪声的增加, 输出信噪比会达到极大值, 该现象被称为随机共振.