本文選題：脈沖電場傳感器 + 非線性補(bǔ)償��； 參考：《電子科技大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：相比于傳統(tǒng)的電場傳感器,集成光波導(dǎo)電場傳感器由于自身具有體積小、帶寬大、抗電磁干擾能力強(qiáng)等眾多優(yōu)勢,因此被廣泛的應(yīng)用于電場強(qiáng)度的測量。由于電場傳感器的工作點(diǎn)在實(shí)際工作中,會(huì)受到外界因素如溫度、壓力和光強(qiáng)等的影響發(fā)生漂移,導(dǎo)致其偏離最佳工作區(qū),致使傳感輸出的信號(hào)具有失真和畸變。另一方面,在實(shí)際的測量過程中,系統(tǒng)中各元器件的使用以及周圍環(huán)境的影響都會(huì)給信號(hào)的傳輸帶來干擾噪聲,使得輸出信號(hào)具有非常嚴(yán)重的噪聲干擾,這對(duì)信號(hào)的準(zhǔn)確獲取具有很大的影響。傳感器工作點(diǎn)漂移導(dǎo)致的信號(hào)失真以及傳感系統(tǒng)中噪聲的存在對(duì)高質(zhì)量傳感輸出信號(hào)的獲取帶來很大的障礙。針對(duì)傳感器工作點(diǎn)漂移所引起的信號(hào)畸變,文章在理論分析電場傳感器傳輸特性的基礎(chǔ)上,提出對(duì)畸變信號(hào)進(jìn)行非線性補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)輸出和輸入的線性關(guān)系;對(duì)受噪聲干擾的輸出信號(hào),文章結(jié)合Labview實(shí)現(xiàn)噪聲的去除,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的恢復(fù),最后對(duì)去除噪聲后的信號(hào)進(jìn)行非線性補(bǔ)償。具體工作如下:1.分析了集成光波導(dǎo)電場傳感器的工作原理,電場傳感信號(hào)失真的表現(xiàn),在此基礎(chǔ)上,提出對(duì)失真信號(hào)進(jìn)行非線性補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)線性傳輸。由電場傳感器的傳輸特性可知,當(dāng)電場信號(hào)沒有作用到傳感器時(shí),此時(shí)輸出的直流分量即是傳感器當(dāng)前工作點(diǎn)的函數(shù)。當(dāng)瞬態(tài)脈沖信號(hào)作用到傳感器的瞬間,此時(shí)輸出信號(hào)中含有的直流分量近似認(rèn)為是由傳感器的偏置工作點(diǎn)引起的。其中對(duì)失真信號(hào)中直流分量的獲取采用的算法是FFT(Fast Fourier Transform)算法即快速傅里葉變換。2.在VPI(VPItransmissionMaker)仿真平臺(tái)下對(duì)非線性補(bǔ)償算法進(jìn)行研究。其中,以雷電脈沖作為微秒脈沖的一個(gè)特例,以高斯納秒脈沖作為納秒脈沖的一個(gè)特例展開研究。搭建仿真框架,模擬傳感器工作點(diǎn)漂移引起的波形失真;利用VPI與Matlab聯(lián)合仿真的功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)失真信號(hào)的非線性補(bǔ)償,并根據(jù)傳感器輸入輸出波形特性參數(shù)的變化對(duì)非線性補(bǔ)償?shù)男ЧM(jìn)行評(píng)估和分析。3.首先采用小波及均值濾波相結(jié)合的方法對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行去噪,其中涉及到Labview與Matlab的混合編程。接著,在Labview軟件環(huán)境下編寫均值濾波程序,實(shí)現(xiàn)傳感系統(tǒng)輸出的雷電脈沖信號(hào)的去噪研究。最后進(jìn)一步結(jié)合論文中使用的非線性補(bǔ)償算法對(duì)去噪后的波形進(jìn)行恢復(fù)。
[Abstract]:Compared with the traditional electric field sensor, the integrated light-wave conductive field sensor is widely used in the measurement of electric field because of its advantages such as small volume, large bandwidth, strong ability to resist electromagnetic interference and so on. Because the working point of the electric field sensor drifts due to external factors such as temperature, pressure and light intensity, it deviates from the optimal working area, which leads to the distortion and distortion of the sensor output signal. On the other hand, in the actual measurement process, the use of various components in the system and the impact of the surrounding environment will bring interference noise to the signal transmission, making the output signal have very serious noise interference. This has a great impact on the accurate acquisition of signals. The distortion of the signal caused by the shift of the sensor working point and the existence of the noise in the sensor system bring great obstacles to the acquisition of the high quality sensor output signal. In view of the signal distortion caused by the shift of the sensor's working point, the nonlinear compensation of the distortion signal is proposed based on the theoretical analysis of the transmission characteristics of the electric field sensor to realize the linear relationship between the output and the input. For the output signal which is disturbed by noise, the noise is removed by Labview, and the signal is recovered. Finally, the nonlinear compensation of the signal after removing the noise is carried out. The work is as follows: 1. The working principle of integrated light-wave conductive field sensor and the distortion of electric field sensing signal are analyzed. On the basis of this the nonlinear compensation of distorted signal is put forward to realize linear transmission. According to the transmission characteristics of the electric field sensor, when the electric field signal does not act on the sensor, the output DC component is the function of the current working point of the sensor. When the transient pulse signal acts on the sensor, the DC component contained in the output signal is considered to be caused by the bias operating point of the sensor. The FFT(Fast Fourier transform algorithm is used to obtain the DC component in the distorted signal, I. e., the fast Fourier transform. 2. The nonlinear compensation algorithm is studied on the VPIX VPI transmission Maker-based simulation platform. Among them, lightning pulse as a special case of microsecond pulse, Gao Si nanosecond pulse as a special case of nanosecond pulse. A simulation framework is set up to simulate the waveform distortion caused by the shift of sensor working point, and the nonlinear compensation of distortion signal is realized by using the function of VPI and Matlab joint simulation. The effect of nonlinear compensation is evaluated and analyzed according to the characteristic parameters of the input and output waveforms of the sensor. Firstly, the pulse signal is de-noised by the method of combining small wave and mean filter, which involves the mixed programming of Labview and Matlab. Then, the mean filter program is written under the Labview software environment to realize the de-noising of the lightning pulse signal output from the sensor system. Finally, combined with the nonlinear compensation algorithm used in the paper, the de-noising waveform is restored.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 祝和云;張玉潤;;乘除器在非線性補(bǔ)償中的應(yīng)用[J];煉油化工自動(dòng)化;1983年01期

2 陳利學(xué);;牛頓插值定理在非線性補(bǔ)償中的應(yīng)用[J];自動(dòng)化儀表;1990年02期

3 薛金柱;張艷蘭;;傳感器的非線性補(bǔ)償[J];鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1997年02期

4 楊放瓊,彭高明;傳感器的非線性補(bǔ)償探討[J];礦業(yè)研究與開發(fā);1999年04期

5 沈平;;中和過程的非線性調(diào)節(jié)方案探討[J];化工自動(dòng)化及儀表;1985年04期

6 田敬民;;集成硅力敏器件的溫度和非線性補(bǔ)償[J];西安理工大學(xué)學(xué)報(bào);1988年01期

7 陸壽茂;;模擬式非線性補(bǔ)償初探[J];遙測遙控;1992年06期

8 姜波;溫度傳感器非線性補(bǔ)償電路[J];儀表技術(shù)與傳感器;1996年02期

9 張宏琴,姜繼平,何毓敏;測溫傳感器非線性補(bǔ)償電路的研究[J];大學(xué)物理實(shí)驗(yàn);1998年02期

10 趙嵐,齊德榮;熱電阻測溫電路非線性補(bǔ)償[J];傳感器技術(shù);2002年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前8條

1 李景飛;祁士勇;高海春;;模糊非線性補(bǔ)償在電機(jī)控制中的應(yīng)用[A];增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力 促進(jìn)吉林經(jīng)濟(jì)發(fā)展——啟明杯·吉林省第四屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊）[C];2006年

2 侯媛彬;呂志來;韓崇昭;;一種無級(jí)非線性補(bǔ)償?shù)姆椒╗A];1996年中國智能自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊）[C];1996年

3 吳國鋒;;高速光纖通信非線性補(bǔ)償發(fā)展概述[A];第十八屆十三省市光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

4 朱媛媛;;傳感器電橋電路的非線性補(bǔ)償方法[A];江蘇省計(jì)量測試學(xué)會(huì)2006年論文集[C];2006年

5 王玉田;王威;張海鋒;陳蕾蕾;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱敏電阻非線性補(bǔ)償?shù)难芯縖A];2007年紅外探測器及其在系統(tǒng)中的應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2007年

6 崔厚梅;郭西進(jìn);劉淼;;RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在稱重傳感器非線性補(bǔ)償中的應(yīng)用[A];2009全國虛擬儀器大會(huì)論文集（二）[C];2009年

7 李萍;劉峰;;一種提高無線Mesh網(wǎng)絡(luò)QoS的OFDM非線性補(bǔ)償技術(shù)[A];中國電子學(xué)會(huì)第十五屆信息論學(xué)術(shù)年會(huì)暨第一屆全國網(wǎng)絡(luò)編碼學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊）[C];2008年

8 王玉田;王威;張海鋒;陳蕾蕾;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的熱敏電阻非線性補(bǔ)償?shù)难芯縖A];2007'中國儀器儀表與測控技術(shù)交流大會(huì)論文集（二）[C];2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 李璐;寬帶接收機(jī)非線性補(bǔ)償技術(shù)的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

2 李志;基于沃爾特拉自適應(yīng)濾波器的參量聲源非線性補(bǔ)償方法研究[D];電子科技大學(xué);2014年

3 李艷哲;集成光波導(dǎo)脈沖電場傳感信號(hào)的線性化研究[D];電子科技大學(xué);2016年

4 王會(huì)海;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳感器非線性補(bǔ)償技術(shù)及其應(yīng)用[D];中南大學(xué);2004年

5 呂莉;基于ARM的電感位移傳感器非線性補(bǔ)償系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

6 王蕾;CO-OFDM系統(tǒng)中的非線性補(bǔ)償方法研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

7 蔡明杰;抽取式一氧化碳濃度檢測系統(tǒng)的研究[D];浙江大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：1929371