[實用新型]一種基于混沌振子的微弱信號檢測電路

有效

• 申請號: 201220629794.4
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN202903880U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 趙文禮;吳敏;黃振強;范劍;趙景曉;周芳
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G01R23/02
• 分類號: G01R23/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于微弱信號檢測與處理領域，涉及一種基于混沌振子的微弱信號檢測電路。

背景技術

在噪聲中檢測微弱信號的傳統方法之一是通過濾波器進行濾波，這種方法只能對一定頻段的信號進行濾除。例如：低通濾波器使低頻段信號通過，濾除高頻段信號。高通濾波器使高頻段信號通過，濾除低頻段信號；而基于混沌振子的微弱信號檢測方法，是利用混沌系統對周期信號的敏感性和對噪聲有一定免疫作用的特性，在時域上，通過觀察系統輸出的相軌跡的變化來進行微弱信號的檢測。這種方法能在很低的信噪比門限下將噪聲背景中的微弱周期信號檢測出來。

微弱信號一般是指信號的幅度非常小，而且是被噪聲淹沒的信號，“微弱”是相對于噪聲而言的。微弱信號測量在雷達、聲納、振動測量、故障診斷、通信、物理學等領域都有著十分廣泛的應用。其檢測對象往往是用常規方法和傳統方法很能檢測的微弱量。隨著科學技術發展的需要，微弱信號檢測已成為十分重要的領域。?

發明內容

本實用新型的目的是提供一種基于Duffing振子的微弱周期信號檢測電路，這種電路可以將淹沒在噪聲背景中的不同頻率不同振幅的微弱正弦信號檢測出來。本實用新型解決技術問題所采取的技術方案為：

本實用新型包括電源模塊、控制模塊、顯示模塊、輸入模塊、信號發生模塊、幅值調整模塊和混沌檢測電路模塊。

電源模塊為整個電路提供+15V、-15V以及+5V的直流電壓；控制模塊控制信號發生模塊產生控制信號并調整混沌檢測電路模塊的參數；顯示模塊顯示混沌檢測電路模塊內控制信號的頻率、強度以及系統檢測頻率掃描范圍；輸入模塊調整系統掃頻范圍；信號發生模塊發生所需要的控制信號；幅值調整模塊將控制信號調整為混沌閾值，然后與待測信號合并后送入混沌檢測電路模塊；混沌檢測模塊包括三個子模塊，分別是乘法運算模塊、放大求和模塊和積分運算模塊，其中乘法運算模塊對輸入電壓V2進行兩次乘法運算后輸出Vc1信號，放大求和模塊對輸入的Vc1信號進行放大，并與輸入信號V2和待測信號進行求和運算，最后輸出信號Vc2，積分運算模塊對輸入信號Vc2進行第一次積分運算獲得電壓V1，然后對V1進行第二次積分運算獲得電壓V2，最后將電信號V2輸出給乘法運算模塊和放大求和模塊。

本實用新型的有益效果：本實用新型給出了對淹沒在強噪聲背景下微弱信號的檢測方法，并在電路上實現了自跟蹤掃頻檢測，只需要輸入掃頻范圍、掃頻間隔時間、掃頻步長就可通過觀察輸出相圖來識別微弱信號。很多大型設備在出現故障時，設備運行時會發出一些周期信號，這些周期故障信號不僅淹沒在強噪聲背景下，而且一般都是低于1000HZ的中低頻周期信號；本實用新型的電路可以很好的將這些中低頻微弱信號從強噪聲背景中檢測識別出來，以此來判斷設備的故障類型以及損壞程度，避免了設備不必要的拆卸檢測。

附圖說明

圖1為本實用新型電路的系統混沌模型圖；

圖2為本實用新型混沌檢測模塊結構示意圖；

圖3為本實用新型乘法運算模塊示意圖；

圖4為本實用新型放大求和模塊示意圖；

圖5為本實用新型積分運算模塊示意圖；

圖6為本實用新型混沌檢測模塊實施例示意圖；

圖7為本實用新型控制模塊示意圖；

圖8為本實用新型輸入模塊示意圖；

圖9為本實用新型顯示模塊示意圖；

圖10為本實用新型信號發生模塊示意圖；

圖11為本實用新型幅值調整模塊示意圖

圖12為本實用新型系統檢測結構圖；

圖13為本實用新型流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖2所示，混沌檢測模塊包括電源模塊1、乘法運算模塊2、放大求和模塊3和積分運算模塊4。將電源模塊接好，為系統的各個模塊提供+15V、-15V以及+5V的工作電壓，保證系統可靠工作。