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止幅值较大的发射脉冲可能窜入到接收通道从而击穿放大器,需要在信号放大之前加入一个并联倒置的二极管进行钳位处理;放大器则选用2N2222,具有较高的放大倍数和超高的频率。
采用Multisim软件,对上述电路作模拟仿真,局部放电信号是高频信号,在理论上可以用下面的数学模型等效。
(2)
其中A为局放信号的幅值;t0为放电脉冲起始时刻,fc为衰减振荡频率;?子为衰减时间常数。
此波形类似于一个逐渐衰减的正弦波,则可采用一个正弦信号作为信号源,仿真波形如图2所示。
从仿真结果图我们可以看出,局部放电信号有明显的放大,后续数字处理环节对信号等级及精度要求。但同时发现信号的相位发生了一定的偏移,产生此现象的原因是因为电路中存在着电容,电感和三极管2N222等一些惯性元件,信号经过这些元件后相位就会发生改变。
3局部放电信号噪声数字处理
上述LC谐振放大电路对设定通频带外的信号能起到滤波作用,但如果通频带设置较宽或谐振参数选择有偏差,经放大后的信号除放电脉冲信号之外,依然含有其他干扰信号。因此对经放大后的信号数字化后仍需进一步进行去噪处理。
31噪声处理方法
对于局部放电信号的去噪处理有多种方法:傅里叶变换去噪、小波分析去噪、小波包去噪。
小波包分析是一种时频联合局部化分析方法,它是在小波分析的基础上提出来的。与小波分析相比,小波包分析为信号提供的分析方法相对来说更加精细,在进行处理信号时,它会将信号的频带进行多层次的划分,对高频部分进行进一步分解,而小波分析则对高频部分没有细致的划分,同时小波包分析具有很高的自主性,可以根据被分析信号的特征,自适应地选择相应的频带,达到被分析信号的频带与信号的频谱相匹配的目的,从而使信号的时频分辨率有了
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较大的提高6。对于傅里叶变换去噪,如果干扰信号的中心频率发生变化,则原来设置的参数都将会失效,需重新计算,比较麻烦。
因此选用小波包去噪的方法对局放信号进行去噪处理。32小波包去噪步骤小波包对信号去噪应用过程的步骤:(1)信号的小波包分解。选择一个小波并确定一个小波分解的层次,然后对信号进行小波包分解。(2)确定最优小波包基。对于一个给定的嫡标准,计算最佳树。(3)小波包分解系数的阈值量化。对于每一个小波包分解系数,选择一个适当的阈值并对系数进行阈值量化。(4)信号的小波包重构。根据最底层的小波包分解系数和经过量化处理系数,进行小波包重构。利用小波包r
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