如何使用DSP實現(xiàn)對微弱信號的檢測方法說明

　　在科學研究和工程實踐中，經常需要檢測毫微伏量級的微弱信號和受到外界噪聲干擾的信號，這都歸結于對微弱信號的處理。它是運用電子學和信息論等學科知識，分析噪聲產生的原因和規(guī)律，研究被測信號和噪聲的差別以達到檢測被背景噪聲覆蓋的微弱信號的目的。 本文在結合檢測技術發(fā)展趨勢的基礎上，即越來越多的檢測方法開始采用數(shù)字技術來提高檢測的可靠性和精確度，詳細的闡述了噪聲、微弱信號檢測的有關理論。根據(jù)實際應用系統(tǒng)中的干擾噪聲的來源和特點，提出了基于DSP的雙相位檢測模型，對檢測系統(tǒng)進行了硬件設計和軟件設計，最后完成了主要的程序設計，并對各功能模塊和算法進行了驗證。同時進一步提出了使用多級濾波器來實現(xiàn)低通濾波，并把這種技術應用于雙相位檢波系統(tǒng)，對它進行了比較詳細的分析。結果發(fā)現(xiàn)這種方法可以很好的消除噪聲，將目的信號檢測出來，具有很好的靈活性。系統(tǒng)允許的輸入信號頻率在1Hz~10kHz之間，能探測到微伏量級的微弱電流；檢測的信號幅度值與輸入信號初始相位無關。同時提出利用DSP的過采樣技術進行采樣，降低前級濾波器對阻帶衰減特性的要求和提高A/D轉換器的信噪比從而提高系統(tǒng)的精確度。軟件實現(xiàn)時采用匯編編程來實現(xiàn)有大量乘法運算的數(shù)字濾波，提高了運算速度；采用Moler算法實現(xiàn)開方運算，在計算的過程中沒有產生溢出現(xiàn)象且運行穩(wěn)定。低通濾波器實現(xiàn)時采用多級濾波技術使得需要的階數(shù)只相當于原來的1/20，運算速度提高了40倍，并可以獲得80分貝信噪比的改善。 本文旨在為企業(yè)開發(fā)的項目“基于DSP的在線微弱光電信號的檢測方案”提供理論體系和設計方案。對涉及到的電路結構和算法以及DSP編程進行了定性和定量的研究，最終提出了一套比較實用的系統(tǒng)模型。本文的研究結果，對微弱信號的在線檢測提供了有效的依據(jù)，具有一定的理論意義和實際意義。