超聲波液位計(jì)及流量計(jì)在測(cè)量中時(shí)差法的探討  二十八

6．1匹配濾波器

檢測(cè)噪聲中已知信號(hào)的有效方法就是采用匹配濾波器對(duì)含噪聲信號(hào)進(jìn)行處理。所謂匹配濾波器就是脈沖響應(yīng)等于輸入信號(hào)的時(shí)間倒置的復(fù)共軛的線性濾波器。線性濾波器的輸出信噪比最大，且最大信噪比只與信號(hào)的能量和噪聲功率譜密度有關(guān)，而與波形無(wú)關(guān)。

6．1．1匹配濾波器的定義

匹配濾波器可以用傳輸函數(shù)H(oJ)或沖擊響應(yīng)函數(shù)坤)來(lái)描述，如果濾波器的輸入為s(f)，其頻譜為s。

6．關(guān)于匹配濾波器的討論

a．觀測(cè)時(shí)間f。的選擇考慮到匹配濾波器的物理可實(shí)現(xiàn)性，其沖擊響應(yīng)函數(shù)^(f)必須滿足下述條件，即系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)不能發(fā)生在沖擊脈沖輸入之前。時(shí)刻之后輸入信號(hào)必須為零，即信號(hào)的持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)只應(yīng)到t。。換句話說(shuō)，觀測(cè)時(shí)間f。必須選在信號(hào)s(O結(jié)束之后，只有這樣才能將信號(hào)的能量全部利用上。若信號(hào)持續(xù)時(shí)間為T。

b．匹配濾波器對(duì)于信號(hào)的自適應(yīng)性匹配濾波器是對(duì)某一已知信號(hào)s(幻設(shè)計(jì)的，但實(shí)際上加到濾波器輸入端的信號(hào)不完全是已知的。雖然在很多場(chǎng)合下，認(rèn)為信號(hào)是已知的，但其到達(dá)時(shí)間、頻率和振幅都可能具有隨機(jī)性。

得到最大輸出信噪比的時(shí)刻；t。是黽(f)通過(guò)峨(國(guó))后得到最大輸出信噪比的時(shí)刻。因s，O)與s(￡)相差一個(gè)延遲時(shí)間r，所以在設(shè)計(jì)與是O)匹配的濾波器時(shí)，其觀測(cè)時(shí)間t，應(yīng)較t。

這說(shuō)明對(duì)信號(hào)s(O匹配的濾波器，對(duì)于sO)延遲某一時(shí)間r、幅度變化的信號(hào)ns“一r)也是匹配的(即輸出端仍可也得到最大的功率信噪比)。通常把匹配濾波器的這種性質(zhì)成為適應(yīng)性，即匹配濾波器對(duì)波形相同，幅度和時(shí)延不同的信號(hào)具有適應(yīng)性。

電磁流量計(jì)