1 中北大学 信息与通信工程学院，山西太原03005
2 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西太原030051
3 中北大学 前沿交叉科学研究院，山西太原00051
为在欠采样率条件下实现高频信号的测量与恢复，本文使用自研国产皮秒级等效时间采样光取样示波器对频率10~100 GHz的简谐波信号进行采集和恢复。该示波器中，分别采用粗、细两级延迟进位产生延迟分辨率5 ps、动态范围10 μs的触发序列，驱动高带宽取样器对信号进行取样，取样信号通过50 kHz 模数转换器输出得到测量值，即每间隔20 μs增加5 ps延迟的方式对高频信号进行一次取样，压缩比约为106，实际采样率远低于奈奎斯特定理限制。根据压缩感知原理，通过傅里叶变换及等效时间采样构成测量矩阵，构成该信号测量过程的稀疏化表示，并求解Ll范数最小化问题，恢复得到被测信号波形。结果表明，最高可实现100 GHz的高频信号均方根误差小于5×10-5的欠采样恢复，拓展了该类型示波器测量的动态范围。
光取样示波器 压缩感知 信号重建 optical sampling oscilloscope compressive sensing signal reconstruction 光学 精密工程
2022, 30(10): 1240
为了把压缩传感技术应用到变换域非稀疏信号中，提出了一种能够改善信号非稀疏表达稀疏性的新方法。该方法采用可移动窗口函数把信号在变换域中的非稀疏表达截取成多个窗截表达，只要控制每个窗口函数宽度远小于信号的长度，则每个窗截表达具有较好的稀疏性。通过稀疏的窗截表达实现对非稀疏表达的压缩传感。结合高斯和矩形窗口函数给出了详细的理论分析，无噪和加噪信号的实验结果证明了该方法的有效性。
图像处理 压缩传感 非稀疏表达 窗截表达 稀疏性 信号重建 激光与光电子学进展
2015, 52(3): 031002
四川大学物理科学与技术学院, 四川 成都 610064
激光二极管(LD)自混合干涉用于振动测量的关键技术之一是从自混合干涉信号重建振动信号。用整形后的自混合干涉信号驱动模拟开关, 开关电容做电荷转移来实现频率电压变换, 用振动的激励信号驱动模拟开关让电容充电电源随振动的相位变化做倒相变换, 从激光二极管自混合干涉信号中还原振动信号。还原出的信号的振幅与振动的振幅成正比, 还原出的振动信号的波形与振动激励信号的波形一致。只要能从自混合干涉信号实时自动地提取外腔振动的周期及相位信号, 该频率电压变换方法可以用于重建任意振动的信号。
光学测量 激光二极管 自混合干涉 信号重建 频率电压变换
