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海洋电场变频调谐窄带抑制噪声的测量方法
1
作者
刘子逸
李平
+1 位作者
文玉梅
叶敬昌
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第2期305-313,共9页
海洋电场测量对于监测海洋活动、探测海底资源具有重要意义。由于海洋电场信号频率低,对于微弱的信号,电场测量不可避免受到器件的1/f噪声和环境变频谐波噪声的影响,其中环境变频谐波噪声的频率可能非常接近待测电场信号,难以通过现有...
海洋电场测量对于监测海洋活动、探测海底资源具有重要意义。由于海洋电场信号频率低,对于微弱的信号,电场测量不可避免受到器件的1/f噪声和环境变频谐波噪声的影响,其中环境变频谐波噪声的频率可能非常接近待测电场信号,难以通过现有的斩波放大技术抑制。针对现有测量电路难以抑制环境变频谐波噪声的问题,提出了一种开关变频石英晶体谐振窄带抑制噪声的海洋电场测量方法,将海洋电场变频到32.768 kHz,上变频信号经过高Q值石英晶振实现超窄带滤波的海洋电场测量。通过对开关变频海洋电场的过程以及变频调谐窄带测量电路的选频特性进行理论分析,推导出变频调谐窄带测量输出信号的表达式。搭建了电场测量实验平台,对设计的变频调谐窄带测量电路进行了实验测试。实验结果表明,当海洋电场信号频率为0.01~0.2 Hz时,变频调谐窄带测量的灵敏度是直接测量的2.78倍,测量电路的带宽<0.4 Hz。对于频率为0.1 Hz的海洋电场信号,变频调谐窄带测量的信噪比相比于直接测量提高了19.82 dB。这种方法不仅可以用于强噪声下微弱海洋电场信号的识别和测量,还可以用于未来海洋电场测量阵列的构建。
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关键词
海洋电场测量
窄带滤波
石英晶振
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职称材料
调制式海洋电场传感输出噪声抑制
被引量：
2
2
作者
段震宇
文玉梅
+1 位作者
叶敬昌
李平
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期234-243,共10页
海洋电场测量可应用于海洋地质结构探查、海洋矿藏资源勘探、海洋生物监测以及海中、海上运动目标发现追踪。调制式海洋电场传感器由于海洋环境和传感器工作机理,传感输出包含复杂的噪声成分,只有抑制了这些噪声,得到较高的信噪比,才能...
海洋电场测量可应用于海洋地质结构探查、海洋矿藏资源勘探、海洋生物监测以及海中、海上运动目标发现追踪。调制式海洋电场传感器由于海洋环境和传感器工作机理,传感输出包含复杂的噪声成分,只有抑制了这些噪声,得到较高的信噪比,才能从传感输出中提取出可靠的电场信号。单一的噪声抑制方法难以有效降低多种噪声,为此本文提出针对调制式海洋电场传感器输出信号中噪声特点的复合去噪方法,将噪声分为宽带随机噪声、有用信号频带内的噪声和有用信号频带外的噪声3类。利用宽带随机噪声与有用信号的不相关性,使用自适应滤波器抑制宽带随机噪声。用带通滤波器抑制有用信号频带外的噪声,最后通过变分模态分解将有用信号从传感输出中提取出来,并通过包络检波实现解调。与单独使用带通滤波去噪、经验模态分解去噪以及小波去噪相比,利用本文方法处理的传感输出信噪比提升了12 dB以上,保证了调制式海洋电场传感信号的可靠解调。
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关键词
噪声抑制
相关去噪
带通滤波器
VMD
调制式电场传感器
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职称材料
题名
海洋电场变频调谐窄带抑制噪声的测量方法
1
作者
刘子逸
李平
文玉梅
叶敬昌
机构
上海交通大学电子信息与电气工程学院
出处
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第2期305-313,共9页
基金
国家重点研发计划(2022YFB3205703)项目资助。
文摘
海洋电场测量对于监测海洋活动、探测海底资源具有重要意义。由于海洋电场信号频率低,对于微弱的信号,电场测量不可避免受到器件的1/f噪声和环境变频谐波噪声的影响,其中环境变频谐波噪声的频率可能非常接近待测电场信号,难以通过现有的斩波放大技术抑制。针对现有测量电路难以抑制环境变频谐波噪声的问题,提出了一种开关变频石英晶体谐振窄带抑制噪声的海洋电场测量方法,将海洋电场变频到32.768 kHz,上变频信号经过高Q值石英晶振实现超窄带滤波的海洋电场测量。通过对开关变频海洋电场的过程以及变频调谐窄带测量电路的选频特性进行理论分析,推导出变频调谐窄带测量输出信号的表达式。搭建了电场测量实验平台,对设计的变频调谐窄带测量电路进行了实验测试。实验结果表明,当海洋电场信号频率为0.01~0.2 Hz时,变频调谐窄带测量的灵敏度是直接测量的2.78倍,测量电路的带宽<0.4 Hz。对于频率为0.1 Hz的海洋电场信号,变频调谐窄带测量的信噪比相比于直接测量提高了19.82 dB。这种方法不仅可以用于强噪声下微弱海洋电场信号的识别和测量,还可以用于未来海洋电场测量阵列的构建。
关键词
海洋电场测量
窄带滤波
石英晶振
Keywords
marine electric field measurement
narrowband filtering
quartz crystal
分类号
TH89 [机械工程—精密仪器及机械]
TM93 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
调制式海洋电场传感输出噪声抑制
被引量：
2
2
作者
段震宇
文玉梅
叶敬昌
李平
机构
上海交通大学电子信息与电气工程学院
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期234-243,共10页
基金
国家重点研发计划(2022YFB3205703)项目资助。
文摘
海洋电场测量可应用于海洋地质结构探查、海洋矿藏资源勘探、海洋生物监测以及海中、海上运动目标发现追踪。调制式海洋电场传感器由于海洋环境和传感器工作机理,传感输出包含复杂的噪声成分,只有抑制了这些噪声,得到较高的信噪比,才能从传感输出中提取出可靠的电场信号。单一的噪声抑制方法难以有效降低多种噪声,为此本文提出针对调制式海洋电场传感器输出信号中噪声特点的复合去噪方法,将噪声分为宽带随机噪声、有用信号频带内的噪声和有用信号频带外的噪声3类。利用宽带随机噪声与有用信号的不相关性,使用自适应滤波器抑制宽带随机噪声。用带通滤波器抑制有用信号频带外的噪声,最后通过变分模态分解将有用信号从传感输出中提取出来,并通过包络检波实现解调。与单独使用带通滤波去噪、经验模态分解去噪以及小波去噪相比,利用本文方法处理的传感输出信噪比提升了12 dB以上,保证了调制式海洋电场传感信号的可靠解调。
关键词
噪声抑制
相关去噪
带通滤波器
VMD
调制式电场传感器
Keywords
noise suppression
correlation denoising
bandpass filters
VMD
modulated electric field sensor
分类号
TH766 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
海洋电场变频调谐窄带抑制噪声的测量方法
刘子逸
李平
文玉梅
叶敬昌
《仪器仪表学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
调制式海洋电场传感输出噪声抑制
段震宇
文玉梅
叶敬昌
李平
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
已选择
0
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