集成光波导高压脉冲电场传感信号处理的研究

【摘要】：近几年来,不论是集成光波导电光调制器的理论设计水平,还是制作工艺水平,都取得了长足的进展,这也大大促进了集成光波导电场传感器的发展及实用。然而,现有电磁测量系统通常使用的是有源金属探头,这不仅会对被测电磁场产生干扰,还会使测量信号受到电磁噪声的干扰,从而导致无法测得正确结果。由于集成光波导电场传感器的输出信号包含了各种噪声以及测量误差,如果要根据测量信号对被测信号作深入的分析与研究,就需要对信号进行进一步的降噪处理。针对以上问题,本文以小波变换去噪算法为主要的研究对象,针对特定的雷电波信号,进行了基于数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)的信号处理软件及硬件设计。深入分析了小波变换的原理,对现有的小波算法进行研究和改进,建立仿真模型,对硬件条件进行正确配置,并最终完成雷电波信号去噪的信号处理实验。本文研究的主要内容包括:(1)在MATLAB的仿真平台下进行模拟,分析使用不同的小波基函数,不同的分解层数,以及不同的阈值作用方式对降噪效果的影响。不同相应系数的取值,会得到不同的处理效果,所以,应根据具体要处理的信号特征做出相应的选取。(2)在MATLAB平台下的仿真,主要用于验证小波变换去噪算法的可行性,观察信号的仿真处理效果。由于DSP配套软件CCS使用的是C语言编程方式,故将该算法的思路转变为C程序设计流程,并编写C语言程序实现降噪处理。(3)在使用TI公司生产的TMS320VC5509A芯片前,需对相应的模块进行配置。通过查看相应的数据手册,阅读其中的寄存器配置说明,对其进行正确配置。信号处理是一个很广泛的概念,有一定的处理流程及规范,但在实际处理过程中,往往需根据特定的信号来选用不同的处理方式,以获取最好的处理效果。不同的信号具有不同的特性,不存在某一种特定的适用于所有信号的处理方法。本文研究的是基于DSP的小波变换信号处理算法,主要针对的是高压脉冲电场雷电波信号,最终使染噪的雷电波信号获得较好的信号降噪效果。