吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (3): 996-1003.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201603047
周逢道1, 2, 丁凯来1, 曾新森1, 薛开昶1, 孙彩堂1, 2
ZHOU Feng-dao1, 2, DING Kai-lai1, ZENG Xin-sen1, XUE Kai-chang1, SUN Cai-tang1, 2
摘要: 对以阶梯波作为参考信号的正交锁定放大的探测精度进行了建模分析,基于硬件简单原则给出了以阶梯波作为参考信号的正交锁定放大信号检测方法的实现策略。综合考虑参考波形的失真度与采样率之间的关系,对比分析了基于面积等效法和特定谐波消去法的阶梯波合成方法。根据阶梯波参考信号对采集电路相位精度的要求及待检测信号的周期性,提出了匹配采样技术。实测结果表明:采用现场可编程门阵列(Field programmable gate array, FPGA)实现所提出的正交锁定放大,方法简单、硬件要求低、可用于识别不同异常体。改进后方法的误差为0.7%~7%,与以方波为参考信号的正交锁定放大相比,提高了探测精度。
中图分类号:
[1] 周逢道,王金玉,唐红忠,等. 近地表电磁探测多频数字驱动信号产生技术[J]. 吉林大学学报:工学版,2013,43(3):682-687. Zhou Feng-dao, Wang Jin-yu, Tang Hong-zhong, et al. Multi-frequency digital drive signal generation technology in near surface electromagnetic detection domain[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition),2013,43(3):682-687. [2] 张文秀,林君,刘立超,等. 分布式电磁探测宽频数据采集系统设计与实现[J]. 吉林大学学报:工学版,2012,42(6):1426-1431. Zhang Wen-xiu, Lin Jun, Liu Li-chao, et al. Design and implementation of broadband data acquisition system for distributed electromagnetic exploration[J]. Journal of Jilin University(Engineering and Technology Edition), 2012,42(6):1426-1431. [3] 薛开昶,董威,林君,等.逆m伪随机相位PWM逆变器的EMI峰值抑制方法[J]. 吉林大学学报:工学版,2013,43(6):1589-1595. Xue Kai-chang, Dong Wei, Lin Jun, et al. Suppression method of inverse m sequence random phase PWM inverter’s EMI peak[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition),2013,43(6):1589-1595. [4] Zitoun A, Beheim L, Huez R, et al. Smart electrom-agnetic sensor for buried conductive targets identi-cation[J]. IEEE Sensors Journal,2006,6(6):1580-1591. [5] Svatos J,Vedral J,Fexa P. Metal detector excited by frequency-swept signal[J]. Metrology and Measurement Systems,2011,18(1):57-67. [6] Ramachandran G, Gader P D, Wilson J N. GRANMA: Gradient angle model algorithm on wideband EMI data for land-mine detection[J]. Geoscience and Remote Sensing Letters,2010,7(3):535-539. [7] Shubitidze F,Fernandez J P, Barrowes B E, et al. The orthonormalized volume magnetic source model for discrimination of unexploded ordnance[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2014,52(8):4658-4670. [8] 罗海军,何为,徐征,等. 基于同步检波的单通道磁感应成像技术研究[J]. 仪器仪表学报,2012,44(4):899-904. Luo Hai-jun, He Wei, Xu Zheng, et al. Study on single-channel magnetic induction tomography technique based on synchronous detection[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument,2012,44(4):899-904. [9] Aguirre J, Garcia R D, Medrano N, et al. Square-signal-based algorithm for analog lock-in amplifiers[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics,2014,61(10):5590-5598. [10] Qin J H, Huang Z M, Ge Y J, et al. Tandem demodulation lock-in amplifier based on digital signal processor for dualmodulated spectroscopy[J]. Review of Scientific Instruments,2009,80(3): 033112. [11] Yang Y, Huang L, Lu Z L, et al. AC voltage reference using the fundamental of DAC stepwise-approximated sine waves[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,2014,63(2):473-478. [12] 高晋占. 微弱信号检测[M]. 2版,北京:清华大学出版社,2011:171-214. [13] Suresh Y, Panda A K. Research on a cascaded multi-level inverter by employing three-phase transformers[J]. IET Power Electronics,2012,5(5):561-570. [14] Young C M, Wu S F. Selective harmonic elimination in multi-level inverter with zig-zag connection transformers[J]. IET Power Electronics,2014,7(4):876-885. [15] Zhang Y, Zou Y P, Wang C Z, et al. A novel modulation technology for multilevel inverter based on equivalent area[C]∥The 33rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Taipei, Taiwan,2007:2115-2118. [16] Hua C C, Wu C W, Chuang C W. Control of low-distortion 27-level cascade inverter with three H-bridge inverter modules[C]∥IEEE International Conference on Industrial Technology, Bombay, India, 2006:1844-1849. |
[1] | 苏寒松,代志涛,刘高华,张倩芳. 结合吸收Markov链和流行排序的显著性区域检测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1887-1894. |
[2] | 徐岩,孙美双. 基于卷积神经网络的水下图像增强方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1895-1903. |
[3] | 黄勇,杨德运,乔赛,慕振国. 高分辨合成孔径雷达图像的耦合传统恒虚警目标检测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1904-1909. |
[4] | 李居朋,张祖成,李墨羽,缪德芳. 基于Kalman滤波的电容屏触控轨迹平滑算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1910-1916. |
[5] | 应欢,刘松华,唐博文,韩丽芳,周亮. 基于自适应释放策略的低开销确定性重放方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1917-1924. |
[6] | 陆智俊,钟超,吴敬玉. 星载合成孔径雷达图像小特征的准确分割方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1925-1930. |
[7] | 刘仲民,王阳,李战明,胡文瑾. 基于简单线性迭代聚类和快速最近邻区域合并的图像分割算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1931-1937. |
[8] | 单泽彪,刘小松,史红伟,王春阳,石要武. 动态压缩感知波达方向跟踪算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1938-1944. |
[9] | 姚海洋, 王海燕, 张之琛, 申晓红. 双Duffing振子逆向联合信号检测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1282-1290. |
[10] | 全薇, 郝晓明, 孙雅东, 柏葆华, 王禹亭. 基于实际眼结构的个性化投影式头盔物镜研制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1291-1297. |
[11] | 陈绵书, 苏越, 桑爱军, 李培鹏. 基于空间矢量模型的图像分类方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 943-951. |
[12] | 陈涛, 崔岳寒, 郭立民. 适用于单快拍的多重信号分类改进算法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 952-956. |
[13] | 孟广伟, 李荣佳, 王欣, 周立明, 顾帅. 压电双材料界面裂纹的强度因子分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 500-506. |
[14] | 林金花, 王延杰, 孙宏海. 改进的自适应特征细分方法及其对Catmull-Clark曲面的实时绘制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 625-632. |
[15] | 王柯, 刘富, 康冰, 霍彤彤, 周求湛. 基于沙蝎定位猎物的仿生震源定位方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 633-639. |
|