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VCSEL激光器抗干扰温度控制 认领
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作者 韩天 张雨霖 +2 位作者 缪存孝 刘建丰 薛帅 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期109-118,共10页
由于VCSEL具有低功耗、小体积、高调制频率和容易集成等特征,被广泛应用于磁探测领域之中。作为一种高精密的传感器,原子磁强计在测量磁场过程中由于激光器的输出不稳定导致测量精度下降。针对环境等干扰导致激光器的输出不稳定问题,设... 由于VCSEL具有低功耗、小体积、高调制频率和容易集成等特征,被广泛应用于磁探测领域之中。作为一种高精密的传感器,原子磁强计在测量磁场过程中由于激光器的输出不稳定导致测量精度下降。针对环境等干扰导致激光器的输出不稳定问题,设计了一种可以抵抗环境温度变化的控制器。首先,通过带DSP内核的ADAU1401A芯片与DPSD方法实现了高分辨率温度解算;然后,通过系统辨识的方式建立温控数学模型;最后,应用干扰观测器与内模控制原理设计出抗扰动、低超调、鲁棒性的控制器。实验结果表明:在70℃温度下,存在干扰的控制精度为±0.003℃,常温下控制精度为±0.0015℃,为激光器稳定输出与高精度磁场测量奠定了基础。 展开更多
关键词 半导体激光器 交流温控 干扰观测器 内模控制 数字相敏检波
基于双源自动平衡电桥的高精度电感测量装置设计 认领
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作者 李小舟 王逸洲 +1 位作者 吴康 金海彬 《计测技术》 2020年第4期31-35,共5页
为实现电感的高精度、高效率、宽范围测量,搭建了一套低失真度、低噪声交流自动平衡电桥装置。该装置能够自动调平电桥并测试电桥各部分电压比例,从而计算得到电感值。利用数字相敏检波算法(DPSD)和拟牛顿迭代法可准确地完成电桥自动调... 为实现电感的高精度、高效率、宽范围测量,搭建了一套低失真度、低噪声交流自动平衡电桥装置。该装置能够自动调平电桥并测试电桥各部分电压比例,从而计算得到电感值。利用数字相敏检波算法(DPSD)和拟牛顿迭代法可准确地完成电桥自动调平过程,采用高速数据采集卡组成同步采样系统提高电压比例测量部分的准确度,拓宽测量范围。在100,1000,10000 Hz等频率下,对10μH~10 H范围内的电感进行测量。实验证明,该装置在一定时间内测量相对不确定度为5×10^-6,准确度指标与阻抗分析仪对比,一致性好。 展开更多
关键词 交流自动平衡电桥 电感测量 数字相敏检波 数据采集卡
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基于DSP的井下仪器幅值提取技术研究应用 认领
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作者 郭庆明 陈涛 +3 位作者 和丽真 杨居朋 孙钦涛 于华 《电子测量技术》 2020年第12期138-143,共6页
研究幅值提取理论和井下测井仪器幅值提取需求,聚焦测井仪器最为关注的测速和精度,对井下仪器数字处理芯片DSP进行幅值提取编程,并烧写程序进行不同幅值提取技术运算速度和计算精度测试对比,给出数字相敏检波和FFT幅值提取算法在DSP中... 研究幅值提取理论和井下测井仪器幅值提取需求,聚焦测井仪器最为关注的测速和精度,对井下仪器数字处理芯片DSP进行幅值提取编程,并烧写程序进行不同幅值提取技术运算速度和计算精度测试对比,给出数字相敏检波和FFT幅值提取算法在DSP中的运行速度和精度测试结果,结果显示在DSP中数字相敏检波运行速度比FFT处理速度快5~9倍,幅值提取精度也高于FFT,继续分析FFT幅值提取技术在井下测井仪器混频信号中的应用优势,展望了井下仪器幅值提取技术在可编程器件DSP和FPGA中的发展趋势和影响因素。文章从幅值提取技术和仪器需求出发,为后续测井仪器研发提供幅值提取技术选取参考,也为继续优化井下仪器幅值提取技术提供了数据支撑。 展开更多
关键词 DSP 幅值提取 FFT 数字相敏检波
基于随钻电磁波仪器的欠采样DPSD设计与实现 认领
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作者 和丽真 杨国华 +1 位作者 王珺 郭庆明 《电子测量技术》 2020年第12期1-5,共5页
随钻电磁波电阻率测井仪器工作需要从高频微弱的接收信号中获取幅度比和相位差信息,但受硬件器件采样速度、精度及成本等方面限制。为此提出一种欠采样数字相敏检波直接采样的方法,结合数字相敏检波优秀的微弱信号提取能力和欠采样对硬... 随钻电磁波电阻率测井仪器工作需要从高频微弱的接收信号中获取幅度比和相位差信息,但受硬件器件采样速度、精度及成本等方面限制。为此提出一种欠采样数字相敏检波直接采样的方法,结合数字相敏检波优秀的微弱信号提取能力和欠采样对硬件器件采样频率的低要求来实现高频微弱信号幅度比和相位差的提取。经过仿真计算验证了该方法可以准确的获取信号地幅度和相位,通过添加噪声来模拟实际电路,仿真结果显示该方法可有效抑制噪声,且随采样时间的增加获取的信号精度也越高。最后基于FPGA搭建软硬件电路实现了用约110kHz的采样频率获取2MHz和400kHz电磁波信号的幅值比和相位差,试验误差低于1%,满足随钻电磁波仪器的设计需求。 展开更多
关键词 随钻电磁波测井 欠采样 数字相敏检波 幅度比 相位差
基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器 认领
5
作者 徐冲柯 吴腾飞 +3 位作者 杨凯丽 吴文韬 纪越 李醒飞 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1640-1647,共8页
为改善磁流体动力学角速度传感器输出信噪比,提高传感器的测量分辨力,提出了一种基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器。采用交变磁场作为载波信号对输入传感器的角速度信号进行调幅,设计了磁路、μV级微弱信号预处理电路和数字相敏... 为改善磁流体动力学角速度传感器输出信噪比,提高传感器的测量分辨力,提出了一种基于磁场调制的磁流体动力学角速度传感器。采用交变磁场作为载波信号对输入传感器的角速度信号进行调幅,设计了磁路、μV级微弱信号预处理电路和数字相敏检波系统。仿真与实验结果表明设计的磁路能够产生幅值恒定的交变磁场,磁感应强度有效值和均匀性满足传感原理需求,电路仿真结果表明预处理电路可有效规避低频噪声干扰,数字解调系统提取信号后,信号频率误差小于0.6%,幅值误差小于0.15%。 展开更多
关键词 MHD角速度传感器 磁场调制 微弱信号提取 数字相敏检波
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改进的NMR测井仪中回波检测快速算法 认领 被引量:2
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作者 程晶晶 龚治宇 +2 位作者 孙豫斌 潘浩 吴磊 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2017年第3期30-33,共4页
为了减少核磁共振测井回波信号处理算法使用的逻辑资源,并增强算法的实时处理性能,设计了一种基于FPGA的数字相敏检波算法。采用分布式算法,将数字相敏检波算法中乘累加运算转换为查找表和累加器移位操作,充分利用FPGA逻辑资源,提高数... 为了减少核磁共振测井回波信号处理算法使用的逻辑资源,并增强算法的实时处理性能,设计了一种基于FPGA的数字相敏检波算法。采用分布式算法,将数字相敏检波算法中乘累加运算转换为查找表和累加器移位操作,充分利用FPGA逻辑资源,提高数据的处理速度。在基于Flash架构的FPGA(A3P1000)的硬件平台上的测试结果表明:改进算法的逻辑资源占用率仅为13%,能使最高频率为4.32 MHz的回波信号的信噪比得到显著提升,算法性能满足井下回波数据处理的时间要求和精度要求。 展开更多
关键词 核磁共振测井 数字相敏检波 现场可编程门阵列 分布式算法
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基于磁纳米测温的弱磁信号检测系统 认领
7
作者 李思 孙毅 张国良 《湖北民族学院学报:自然科学版》 CAS 2017年第4期438-444,448共8页
肿瘤热疗是一种癌症治疗的新型手段,近年来,利用磁纳米粒子进行温度测量成为研究热点,利用其磁化信号可实现非侵入式温度测量.本系统由磁场探测装置、信号放大电路、数据采集系统和软件处理系统等4部分构成.首先,在研究分析的基础上,选... 肿瘤热疗是一种癌症治疗的新型手段,近年来,利用磁纳米粒子进行温度测量成为研究热点,利用其磁化信号可实现非侵入式温度测量.本系统由磁场探测装置、信号放大电路、数据采集系统和软件处理系统等4部分构成.首先,在研究分析的基础上,选用感应线圈式磁场探测装置,并在此基础上构建了等效电路模型,同时辅以差分线圈以剔除激励磁场信号的影响;其次通过对信号放大电路的仿真结果分析,发现采用级联的方式可以降低总噪声;然后用数据采集卡采集放大后的信号并通过数字相敏检波算法提取幅值;最后通过在Lab VIEW平台开发的软件从软件层面进一步消除激励信号的影响,通过对实验数据的分析,很好的证明了系统的可靠性. 展开更多
关键词 郎之万函数 磁纳米粒子 弱磁测量 数字相敏检波
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基于LabVIEW的微小电容测量 认领 被引量:2
8
作者 周英钢 王洋 颜华 《计算机测量与控制》 2016年第2期42-45,共4页
针对电容层析成像技术中的微小电容测量的问题,以数字相敏检波原理为基础,LabVIEW软件及NI采集卡为核心设计了微小电容测量系统;LabVIEW程序控制NI采集卡产生激励信号加在微小电容两端,C/V转换电路将其转换为电压信号,NI采集卡将采集的... 针对电容层析成像技术中的微小电容测量的问题,以数字相敏检波原理为基础,LabVIEW软件及NI采集卡为核心设计了微小电容测量系统;LabVIEW程序控制NI采集卡产生激励信号加在微小电容两端,C/V转换电路将其转换为电压信号,NI采集卡将采集的电压信号传送到PC机中,并在LabVIEW程序中通过数字相敏检波算法对数据进行处理及显示;最终,通过对数据进行线性化,得到相应的测量电容值;实验结果表明,该系统具有精度高,线性度好,稳定性好等优点,可以满足电容层析成像系统中对微小电容的测量的要求。 展开更多
关键词 微小电容的测量 数字相敏检波 LABVIEW 电容层析成像 C/V转换电路
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阻抗测量中数字相敏检波技术研究 认领 被引量:1
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作者 吴凡 穆平安 戴曙光 《电子科技》 2016年第12期59-61,64共4页
为克服阻抗测量中模拟相敏检波低频响应差、受元器件精度影响等缺点,提出了一种用数字相敏检波技术代替模拟相敏检波技术的方法。根据自由轴法分离矢量电压的实部和虚部的基本原理,通过对采样值进行循环右移获得正交的基准信号并进行乘... 为克服阻抗测量中模拟相敏检波低频响应差、受元器件精度影响等缺点,提出了一种用数字相敏检波技术代替模拟相敏检波技术的方法。根据自由轴法分离矢量电压的实部和虚部的基本原理,通过对采样值进行循环右移获得正交的基准信号并进行乘累加取平均,最终得到精确结果。在Matlab中建立仿真模型,并仿真验证了该方法的可行性。结果表明,该方法不仅能克服模拟相敏检波的缺点且简化了电路。 展开更多
关键词 自动平衡电桥 自由轴法 数字相敏检波
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基于数字锁相放大器的微弱信号检测技术 认领
10
作者 梁金辉 《电光系统》 2015年第1期20-23,共4页
文章提出了一种基于DSP技术数字锁相放大器的总体设计方法,完成了模拟信号调理模块、数据采集与处理模块、USB通信模块的设计与软件实现。系统通过信号放大、被测信号和参考信号的采样、数字滤波及数字相关解调,实现nV级幅度的微弱正... 文章提出了一种基于DSP技术数字锁相放大器的总体设计方法,完成了模拟信号调理模块、数据采集与处理模块、USB通信模块的设计与软件实现。系统通过信号放大、被测信号和参考信号的采样、数字滤波及数字相关解调,实现nV级幅度的微弱正弦信号的检测。最后通过SIMULINK试验仿真,分析采样点数与测量精度之间的关系,验证了系统的准确性与实用性。 展开更多
关键词 DSP 数字相敏检波 模数转换 FIR数字滤波
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正交式数字相敏检波在PED接收系统中的应用 认领
11
作者 程德福 陈嘉仪 +1 位作者 杨巍 蔡珊珊 《吉林大学学报:信息科学版》 2015年第4期361-366,共6页
鉴于井下复杂噪声对信号检测的不利影响,针对以无线应急通信系统PED(Personal Emergency Device)为代表的井上井下超低频通信接收设备,提出一种不需要外接同频参考信号的数字相敏检波优化算法,并在PED模拟实验系统中,验证了接收部分... 鉴于井下复杂噪声对信号检测的不利影响,针对以无线应急通信系统PED(Personal Emergency Device)为代表的井上井下超低频通信接收设备,提出一种不需要外接同频参考信号的数字相敏检波优化算法,并在PED模拟实验系统中,验证了接收部分应用数字相敏检波算法的效果.数字相敏检波通过对待测信号进行若干周期采样,并将采样值与存储于数组中相应参考值进行乘累加并取平均,求其同相分量与正交分量的方式,完成对信号幅值的计算.实验数据表明,当假定PED井下接收机的辨别能力是信号的相关性大于0.6时,系统能接收的最小信噪比为-58 dB,在一定程度上提高了接收有用信号的准确度,有利于仪器小型化、便捷化的实现. 展开更多
关键词 无线应急通信系统 数字相敏检波 滤波 A/D转换
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一种抑制电路温度漂移影响的高温测量系统 认领 被引量:1
12
作者 管国云 孙向阳 汪浩 《电子技术应用》 北大核心 2014年第11期71-74,共4页
设计了一种耐155℃高温的井下测量系统,为了满足多通道信号的测量,其前置放大电路采用分时复用的工作机制,刻度信号与目标信号通过模拟开关分时送至前置放大器.发射电流经取样后得到参考信号,运用数字相敏检波算法计算其幅度和相位,为... 设计了一种耐155℃高温的井下测量系统,为了满足多通道信号的测量,其前置放大电路采用分时复用的工作机制,刻度信号与目标信号通过模拟开关分时送至前置放大器.发射电流经取样后得到参考信号,运用数字相敏检波算法计算其幅度和相位,为分时导通的刻度信号和目标信号提供相位基准.通过对模拟通道进行实时的刻度,确保测量结果不随电路的温度漂移而发生变化.实验结果表明,该方法能有效地抑制温漂对测量系统的影响. 展开更多
关键词 测井仪 高温 温漂 数字相敏检波
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核磁共振测井仪模拟测试盒设计 认领
13
作者 张嘉伟 宋公仆 薛志波 《中国石油和化工标准与质量》 2013年第19期239-240,共2页
为了在核磁共振测井仪器研发初期阶段建立电路研发工程师、软件设计工程师和后处理解释软件设计师三方之间的设计交流,同时也为了搭建在仪器初始研发阶段与地面系统进行联合调试的平台,本文提出一种核磁共振测井仪模拟测试盒设计。通过... 为了在核磁共振测井仪器研发初期阶段建立电路研发工程师、软件设计工程师和后处理解释软件设计师三方之间的设计交流,同时也为了搭建在仪器初始研发阶段与地面系统进行联合调试的平台,本文提出一种核磁共振测井仪模拟测试盒设计。通过该测试盒可以模拟井下仪器的工作状态与数据传输机制,验证地面测试系统的性能,有利于地面软件的前期编制,大大地缩短了仪器研制进程。该测试盒目前已经成功研制,并应用于实际的地面核磁软件的测试应用中。 展开更多
关键词 核磁共振 模拟器 阈值去噪 核磁回波 数字相敏检波
DPSD算法的FPGA高效实现 认领 被引量:2
14
作者 陈洋 聂在平 《测井技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期421-425,共5页
为有效降低实际应用中多通道低频正余弦信号以及高频正余弦信号的DPSD检测算法对DSP处理能力的过高要求,分析了数字信号处理硬件一般架构,提出基于现场可编程门阵列(FPGA)的DPSD算法实现的2种有效架构。针对多通道检测,该架构能够... 为有效降低实际应用中多通道低频正余弦信号以及高频正余弦信号的DPSD检测算法对DSP处理能力的过高要求,分析了数字信号处理硬件一般架构,提出基于现场可编程门阵列(FPGA)的DPSD算法实现的2种有效架构。针对多通道检测,该架构能够显著降低硬件资源消耗;针对高频检测,架构最大可实现采样率为系统时钟。该结构在FPGAA3P400实现最大70Mbit/s的采样率,能够极大地降低DSP在高采样率时DPSD的计算负担。讨论了设计思路与方法以及新设计在FPGA中的实现,给出详细的硬件结构、有限状态机(FSM)图、FPGA硬件资源消耗以及仿真测试结果。这2种基于FPGA的DPSD架构具有灵活的可配置性,在保证计算精度的同时,可满足不同的通道数量以及速率检测需求。 展开更多
关键词 测井仪器 数字相敏检波 多通道DPSDFPGA架构 高速DPSDFPGA架构 采样率
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远场涡流法套损测试仪中信号检测系统的研制 认领 被引量:5
15
作者 刘亮 师奕兵 王志刚 《测控技术》 CSCD 北大核心 2012年第3期 40-43,47,共5页
分析了远场涡流套损检测中检测信号特点,给出了一种以数字相敏检波(DPSD)算法为核心的应用于远场涡流套损测试仪中的信号检测系统。通过分析整个测试系统的误差模型,给出了满足仪器测量精度要求的硬件电路设计及算法设计。实验结果表... 分析了远场涡流套损检测中检测信号特点,给出了一种以数字相敏检波(DPSD)算法为核心的应用于远场涡流套损测试仪中的信号检测系统。通过分析整个测试系统的误差模型,给出了满足仪器测量精度要求的硬件电路设计及算法设计。实验结果表明,该系统很好地完成了信号幅度和相位差提取,为后期的缺陷识别及软件成像做好了充分的准备。 展开更多
关键词 信号检测 管道探伤 远场涡流 数字相敏检波
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一种改进的小波滤噪算法及其在NMRL中的应用 认领
16
作者 蔡志方 程晶晶 +1 位作者 张嘉伟 薛志波 《科技信息》 2012年第5期 95-96,共2页
本文针对核磁共振测井(NMRL)回波信号微弱且信号带宽较大的特点,将小波变换良好的时频局部化分析性能以及优良的噪声抑制能力与相敏检波算法相结合,设计并实现了一种基于小波阈值降噪的数字相敏检波(DPSD)算法。仿真结果表明,与FIR... 本文针对核磁共振测井(NMRL)回波信号微弱且信号带宽较大的特点,将小波变换良好的时频局部化分析性能以及优良的噪声抑制能力与相敏检波算法相结合,设计并实现了一种基于小波阈值降噪的数字相敏检波(DPSD)算法。仿真结果表明,与FIR式DPSD算法相比,小波式DPSD算法在低孔隙度(T2*较小)的情况下具有较低的峰值误差和良好的噪声抑制能力,在一定程度上解决了滤除噪声与保留信号完整性之间的矛盾,适用于低孔隙度地层的核磁共振测井应用。 展开更多
关键词 核磁共振测井 低孔隙度 数字相敏检波 小波阈值降噪
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过套管电阻率测井信号采集与处理方法研究 认领 被引量:1
17
作者 严正国 苏娟 《测井技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期 20-23,共4页
微弱信号检测技术是过套管电阻率测井仪器研制的关键技术难点。采用超低噪声前置放大器、过采样、取样积分/平均、数字相敏检波等技术,使微弱信号的检测精度达到30nV。设计的前置放大器采用了浮地设计,低输入阻抗的超低噪声放大器具... 微弱信号检测技术是过套管电阻率测井仪器研制的关键技术难点。采用超低噪声前置放大器、过采样、取样积分/平均、数字相敏检波等技术,使微弱信号的检测精度达到30nV。设计的前置放大器采用了浮地设计,低输入阻抗的超低噪声放大器具有尽可能低的1/f噪声拐点和良好的低频噪声抑制性能。对微弱信号检测采用过采样技术,用高达16.384MHz的采样时钟对频率为0.1~10Hz范围内的信号进行采样,采用delta-sigma技术的A/D转换器,达到了24bit的采样精度、192dB的输出信噪比和32ksps的采样速率。过套管电阻率测井信号采集与处理技术已经应用到过套管电阻率模型机仪器研制中。室内刻度和现场实验结果证明,刻度电阻在O~100Q范围变化时,测量精度在10%以内。 展开更多
关键词 生产测井 过套管电阻率测井 超低噪声 前置放大器 过采样技术 数字相敏检波
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Matlab COM组件在极板测试系统中的应用 认领 被引量:3
18
作者 杨喜峰 鞠晓东 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第15期3771-3773,3787共4页
根据极板测试系统数据处理的要求,分析了常用正弦信息幅度值算法。并利用Matlab COM Builder开发了数字相敏检波组件,最后给出了该组件在测试系统软件中的使用的方法。
关键词 MATLAB COM组件 数字相敏检波 极板
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基于LabVIEW的数字相敏检波器实现 认领 被引量:1
19
作者 张家田 周超 严正国 《现代电子技术》 2012年第16期143-145,共3页
根据数字相敏检波的原理,在LabVIEW环境实现了数字相敏检波算法,并分析了算法性能。实验结果表明,整周期采样时,信噪比低至-20dB时的幅度误差小于0.2%,相位误差小于0.7%。为进一步验证,还利用NI公司的波形生成卡和数据采集卡模拟了数字... 根据数字相敏检波的原理,在LabVIEW环境实现了数字相敏检波算法,并分析了算法性能。实验结果表明,整周期采样时,信噪比低至-20dB时的幅度误差小于0.2%,相位误差小于0.7%。为进一步验证,还利用NI公司的波形生成卡和数据采集卡模拟了数字相敏检波在实际中的应用效果。 展开更多
关键词 数字相敏检波 LABVIEW 算法性能 整周期采样
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微电成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及DSP实现 认领 被引量:4
20
作者 徐方友 肖宏 +1 位作者 曹启刚 马雪青 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2011年第4期 17-19,共3页
研究了微电阻率成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及其DSP实现。介绍了数字相敏检波的基本原理,给出了线性逼近开方算法的优缺点,针对线性逼近算法精度不高的缺点提出一种线性逼近和牛顿拉夫逊相结合的新算法,并给出新算法与线性... 研究了微电阻率成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及其DSP实现。介绍了数字相敏检波的基本原理,给出了线性逼近开方算法的优缺点,针对线性逼近算法精度不高的缺点提出一种线性逼近和牛顿拉夫逊相结合的新算法,并给出新算法与线性逼近算法的相对误差图,展现了新算法在计算精度上的优越性,然后给出新算法DSP实现的程序流程图和实验结果。得出新开方算法不仅能够满足测井实时计算的要求,而且还能提高信号检测的线性度的结论。 展开更多
关键词 数字相敏检波 开方算法 成像测井
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