第五章取样积分及数字式平均2015.ppt

微弱信号检测 5 取样积分与数字式平均 5.0 概述 锁相放大器＝电压表(测量的是幅度和相位) 取样积分器＝示波器(恢复的是波形) “取样积分器(单点信号平均器)：Boxcar ” 5 取样积分与数字式平均 5.1 取样积分的基本原理 5 取样积分与数字式平均 5.1 取样积分的基本原理 5.1.1 线性门积分 5 取样积分与数字式平均 5.1 取样积分的基本原理 5.1.1 线性门积分 5 取样积分与数字式平均 5.1 取样积分的基本原理 5.1.1 线性门积分 5 取样积分与数字式平均 5.1 取样积分的基本原理 5.1.2 指数门积分 5 取样积分与数字式平均 5.1 取样积分的基本原理 5.1.3 指数门积分的输出特性 5 取样积分与数字式平均 5.1 取样积分的基本原理 5.1.3 指数门积分的输出特性 5 取样积分与数字式平均 5.1 取样积分的基本原理 5.1.3 指数门积分的输出特性 5 取样积分与数字式平均 5.2 取样积分的工作方式 5.2.1 定点工作方式 5 取样积分与数字式平均 5.2 取样积分的工作方式 5.2.2 扫描工作方式 5 取样积分与数字式平均 5.3 取样积分器的工作参数 5 取样积分与数字式平均 5.4 多点取样积分器 5.4.1 结构原理 5 取样积分与数字式平均 5.4 多点取样积分器 5.4.2 工作过程 5 取样积分与数字式平均 5.5 数字平均 5.5.1 工作原理 5 取样积分与数字式平均 5.5 数字平均 5.5.2 信噪改善比 5 取样积分与数字式平均 5.5 数字平均 5.5.2 信噪改善比 5 取样积分与数字式平均 5.5 数字平均 5.5.3 频域描述 5 取样积分与数字式平均 5.5 数字平均 5.5.3 频域描述 5 取样积分与数字式平均 5.5 数字平均 5.5.4 平均算法 实时采样与等效采样 取样门电路的输出特性 微弱信号按其特点分类，有稳态的直流信号、重复信号、离散信号和不重复的单次信号，以及具有空间分布的信号等。而重复信号又分为频域信号和时域信号；它们又可分为快速信号、缓变信号、不稳定性信号、周期信号和非周期信号、以及相干和不相干信号等等。这些信号都是与噪声共存的微弱信号。由于信号的特点不同，检测方法亦异，弱信号的检测一般有三条途径：一是降低传感器与放大器的固有噪声，尽量提高其信噪比；二是研制适合微弱检测原理并能满足特殊需要的器件；三是利用微弱信号检测技术，通过各种手段提取信号。??? 本实验中用到的信号是时域信号，我们可以根据BOXCAR积分器的思想，对于任何重复的信号波形，在其出现期间只取一个样本，并在固定的取样间隔内重复m次，信噪比改善。BOXCAR积分器的引入，使得信号可以从噪声中恢复出来。其实这也就是数字信号平均的思想. 取样积分与数字式平均的基本 工作原理及应用场合? * * * * 1 分单点平均器与多点波形显示器（同时去噪） 3 积分 触发 延时 脉冲Tg 4 + - + - R C ui(t) uo(t) i(t) 5 + - + - R C x(t) uo(t) i(t) 取样脉冲 产生电路 r(t) Tg 6 积分 保持 线性变化 占空比 7 积分 保持 指数变化 8 为取样脉冲占空比 时（ 为采样频率） (1) 9 (2) 10 (3) 11 积分 触发 延时 脉冲Tg 12 15 两次取样积分绝对时间延迟 ΔT＝T +Δt 每次取样积分区间 Δt: 两次取样积分相对时间延迟 被恢复信号区间 任一被恢复点积分次数 N 波形恢复时间 16 17 18 19 i : 周期 l : 累加通道（累加器） 信号 噪声 对于零均值白噪声，当N→∞时 →0 20 信号 噪声 对于零均值白噪声，当 N 有限且足够大时 为x( t )的均方根（rms）值，即有效值。 i : 周期 l : 累加通道（累加器），与信号相位相关。 21 信号 噪声 T 第 l 个累加器内的第 i 个样值 时移特性 22 23 (1) 线性累加 (2) 递推式 实时采样 等效采样 数字示波器的两种采样方式 *