多通道多余物微弱信號(hào)檢測(cè)方法研究.pdf

1、作為軍用、航天、國(guó)防設(shè)備中的關(guān)鍵基礎(chǔ)元件，密封電子元器件能否穩(wěn)定、可靠地工作直接關(guān)系到設(shè)備和系統(tǒng)的可靠性。多余物作為密封電子元器件內(nèi)部的雜質(zhì)，由于其運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性和不可控性，嚴(yán)重危害著元器件的可靠性。現(xiàn)有多余物檢測(cè)裝置及方法對(duì)0.02mg以上多余物識(shí)別準(zhǔn)確率高達(dá)90％，但對(duì)質(zhì)量小于0.02mg多余物產(chǎn)生的微弱信號(hào)檢測(cè)的無能為力。因此開展多余物微弱信號(hào)的研究對(duì)于發(fā)展多余物檢測(cè)技術(shù)，消除設(shè)備可靠性隱患至關(guān)重要。
　　針對(duì)傳統(tǒng)多余物檢測(cè)設(shè)

2、備難以對(duì)多余物微弱信號(hào)實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè)的問題，本文設(shè)計(jì)多余物微弱信號(hào)采集模塊。分析微弱信號(hào)成因，對(duì)信號(hào)采集通道的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。選用三通道高靈敏度諧振式聲音傳感器，設(shè)計(jì)三通道多級(jí)調(diào)理電路和四通道數(shù)據(jù)采集電路實(shí)現(xiàn)多余物微弱信號(hào)的采集。從電源、傳輸線、阻抗匹配、PCB抗干擾設(shè)計(jì)、屏蔽與接地等各個(gè)角度對(duì)噪聲進(jìn)行抑制，滿足了信號(hào)采集過程中的低噪聲要求，為信號(hào)的處理及檢測(cè)奠定了良好的基礎(chǔ)。
　　針對(duì)PIND試驗(yàn)信號(hào)中多種噪聲對(duì)干擾多余物微

3、弱信號(hào)檢測(cè)的問題，對(duì)聲發(fā)射信號(hào)及PIND試驗(yàn)信號(hào)特性進(jìn)行分析，確定試驗(yàn)信號(hào)中最重要的噪聲種類為背景噪聲和環(huán)境噪聲。對(duì)于背景噪聲，選擇時(shí)頻分析見長(zhǎng)的小波分析方法，提出改進(jìn)的閾值函數(shù)進(jìn)行噪聲濾除。對(duì)于環(huán)境噪聲，借鑒語音增強(qiáng)的方法，提出基于卡爾曼濾波的環(huán)境噪聲消除方法，并對(duì)去噪的結(jié)果進(jìn)行分析。
　　針對(duì)單一傳感器捕捉的多余物信號(hào)微弱，甚至存在誤差、丟失和畸變等問題，本文采用三通道聲音傳感器對(duì)PIND信號(hào)進(jìn)行接收。通過選擇合適的數(shù)據(jù)融合方

4、式，分析傳統(tǒng)加權(quán)融合方法中存在的不足，采用新的基于量子遺傳算法的多通道數(shù)據(jù)算法對(duì)三通道多余物微弱信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)融合算法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證。
　　針對(duì)幅值過于微小、湮沒于噪聲中，經(jīng)軟硬件降噪后仍無法使信噪比得到顯著提升的多余物微弱信號(hào)，采用隨機(jī)共振的方法進(jìn)行信號(hào)的增強(qiáng)與提取。先對(duì)非周期隨機(jī)共振及其響應(yīng)結(jié)果、表征方式及產(chǎn)生機(jī)制進(jìn)行研究。通過建立多余物信號(hào)模型，研究各參數(shù)對(duì)雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的影響，確定適合多余物微弱信號(hào)檢測(cè)