颗粒群光散射脉冲信号统计参数分形特征

与不规则颗粒对应的随机脉冲信号计数分布是颗粒群粒度分布的完整反映。以幅度、宽度两个相对独立的特征参数为基础,研究了散射光脉冲信号计数分布的统计特性。利用激光尘埃粒子计数光电传感器对空气中尘埃粒子产生的散射光脉冲信号的幅度、宽度分布进行了统计测量,实验结果表明脉冲信号的统计分布不具有中心对称性,其幅度和宽度的计数分布都是满足对数正态分布规律。对数正态分布规律是测量过程中随机作用的具体表现。进一步的计算结果可证明,不规则颗粒群特征参数幅度和宽度之间存在分形结构关系,其分形维数为两者计数统计离散度的比值。     

典型随机信号特征参数统计分布的分形特性

建立了一种能够描述随机信号结构基本特征的双参数脉冲信号统计模型.基于此模型,脉冲信号群幅度计数分布q(l_V),宽度计数分布p(l_τ)及给定宽度信号子集的幅度计数分布ε_lτ(l_V),给定幅度信号子集的宽度计数分布δ_lV(l_τ)均能很稳定的服从以序列自然数为自变量的对数正态分布.且计数分布的统计特征量μ_lnV,μ_lnτ,σ_lnV,σ_lnτ与信号的特征参数l_V,l_τ之间存在内在联系,这种联系的形式即随机信号分形特性的表现,表明随机信号特征参数的统计分布之间具有非整数维分形特征. 关键词： 分形 随机信号 双参数 统计     

光电探测器随机噪声特征量统计分布函数

基于产生光电探测器噪声信号{V_i}的随机过程,分析了随机测量中稳定不变与随机涨落两部分的不同性质,建立了噪声信号随机性数学模型,分析得出在随机性统计研究中对统计分布函数的非线性约束关系.实验研究了同一随机过程中不同性质特征量随机涨落的统计计数规律,如随机噪声信号幅度值、极值幅度、极值间隔,相邻幅度差、乘积复合特征量、商复合特征量等随机特征量涨落统计分布规律均满足对数正态分布.从理论和实验上得出对数正态分布在描述随机过程中随机涨落部分性质的重要作用.     

悬浮颗粒散射脉冲信号群的统计分形特性

将PCI-9812高速数据采集卡与激光尘埃粒子计数光电传感器结合,对空气中悬浮颗粒群产生的散射脉冲信号数随幅度的统计分布p(l)进行高分辨率的测定.实验数据表明,在大样本条件下,脉冲信号集合整体及不同脉宽信号子集的p(l)函数在幅度定义域(V0,VM)内均以很高的精度满足对数正态分布形式,即该随机脉冲信号群具有统计分形(自相似)特征.进一步理论研究表明,p(l)函数具有非线性缩放不变性;且当统计参数满足(lnl-lnl)2lnl时,该函数与幂函数l-(1-ε)表现出几何相似性,其中ε1.     

噪声信号特征量分布函数相似特性的研究

应用高速数据采集卡,记录悬浮颗粒计数光电传感器本底噪声信号序列值,研究噪声信号独立特征量, 如信号幅度极值、上升沿幅值、下降沿幅值、极值时序间隔,以及特征量乘积值等统计分布规律. 结果表明,上述独立特征量均能够与以自然数l为自变量的对数正态分布函数高度符合, 噪声信号特征量统计分布呈现出高度相似特征.基于这种统计相似性,还可推出噪声信号不同特征量对应的统计自变量之间的幂函数变换关系.噪声信号特征量统计分布函数相似性可理解为噪声信号集合统计分形特性的一种表现.     

悬浮颗粒计数信号等效体积的分形测度

提出悬浮颗粒质量子集的概念,并将其推广为与计数测量信号幅度档对应的等效质量子集概念.根据统计学原理,进一步建立了悬浮颗粒质量子集颗粒平均体积的分形测度模型.基于悬浮颗粒群不同质量子集的几何形貌结构分布具有统计自相似性的特征,推导出计数法颗粒质量测量中与信号幅度档对应的颗粒等效质量计算公式,建立起计数法悬浮颗粒质量测量的基础理论模型. 关键词： 分形测度 形貌参数 质量测量 质量子集     

脉冲信号对介观RLC电路量子态的影响

研究了外加脉冲信号对介观RLC电路量子态变化的影响.结果表明：当电路参数一定时，通过控制脉冲信号参数的变化可以调节介观电路量子态变化的跃迁概率；而当脉冲信号宽度是某个最小量的整数倍时，系统的量子态保持不变.最小量的值与电路参数有关，但与脉冲信号幅度无关.电阻越大，保持系统量子态稳定的脉冲信号最小宽度则越宽. 关键词： 介观RLC电路 脉冲信号 量子态     

脉冲激光四象限探测器测角不确定性统计分布

针对噪声信号对脉冲激光四象限探测器(QPD)数字式测角算法产生的影响,分析了激光四象限探测器测角不确定性统计分布规律.建立了激光测角电路通道模型和QPD光敏面光斑模型,并根据随机噪声类型和理想信号类型,建立了单通道可测信号模型.考虑到QPD的对称性,对不同的理想信号时域分布类型、光斑总峰值功率、理想信号半峰宽度和等效噪声电压概率密度标准差等四种变量,在θ∈[0,π/4]的范围内通过蒙特卡罗仿真实验方法计算了五个不同光斑中心的QPD测角αy值的统计分布规律.仿真结果表明:测角αy值的统计分布呈正态分布,并被四种变量影响;特别是被单象限信噪比显著影响.光斑中心越靠近坐标轴中心,QPD测角精度越高;光斑中心不在坐标轴中心附近时QPD的测角αy的统计分布均值都小于理想测角值.     

多重分形降趋波动分析法和移动平均法的分形谱算法对比分析

多重分形降趋波动分析法(MFDFA)和多重分形降趋移动平均法(MFDMA)是用来估算一维随机分形信号多重分形谱的两种算法, 已被拓展应用于二维和高维分形信号的分析. 本文简要介绍了MFDFA和MFDMA算法及其在一维时间序列中的应用. 首次系统地从算法模型、计算统计精度、样本量的敏感性、无标度区选取的敏感性、矩选择的敏感性和计算量这六个方面对两种算法进行了对比分析, 以典型多重分形信号BMC信号为例, 分析两种算法的适用性和优劣性. 为实际应用中, 针对具体信号如何选用MFDFA或MFDMA算法, 以及两种算法的参数设置提供了有价值的参考.     

激光脉冲强度对于盖革模式单光子探测测距精度影响的理论研究

在单光子脉冲测距系统中,由于光子到达时间的随机性,使探测到的目标距离具有一定的不确定性,因而单光子脉冲测距系统的测距精度受到一定的限制。基于回波光子与光电子的统计特性,研究了单光子探测器在脉冲测距系统中的脉冲强度,脉冲宽度等参数对系统测距精度的影响。针对常见的回波波形,得到了测距精度与回波脉冲强度及宽度的相互关系式。理论分析结果表明回波激光脉冲强度越高,脉冲宽度越窄,所获得的距离精度越高。     

Analysis of random laser scattering pulse signals with lognormal distribution

The statistical distribution of natural phenomena is of great significance in studying the laws of nature. In order to study the statistical characteristics of a random pulse signal, a random process model is proposed theoretically for better studying of the random law of measured results. Moreover, a simple random pulse signal generation and testing system is designed for studying the counting distributions of three typical objects including particles suspended in the air, standard particles, and background noise. Both normal and lognormal distribution fittings are used for analyzing the experimental results and testified by chi-square distribution fit test and correlation coefficient for comparison. In addition, the statistical laws of three typical objects and the relations between them are discussed in detail. The relation is also the non-integral dimension fractal relation of statistical distributions of different random laser scattering pulse signal groups.     

X射线光谱数据处理平台的优化设计

在低计数率背景下X射线谱的高精度测量受X射线流的统计涨落影响,统计涨落决定了给定探测器能量分辨率的理论极限,而其他因素的影响则可以通过适当的噪声滤除和电子技术来降低.以往关于能量分辨率的研究大多利用谱反卷积对获取到的能谱进行后处理,从而降低特征峰的半高宽(FW H M).这些后处理方法是基于将获取到的能谱建模为输入能谱...     

强脉冲信号在光纤参变放大器中的放大特性研究

考虑到抽运损耗、走离、色散和非线性等效应,用分步傅里叶方法求解耦合的非线性薛定谔方程组,就强脉冲信号在连续光抽运光纤参变放大器中的放大情况进行了理论研究。研究结果表明,强脉冲信号除经历振幅放大,脉冲时域展宽等过程外,还会发生令人感兴趣的脉冲分裂现象,即一个脉冲信号分裂为两个子脉冲。而且即使在连续光抽运的情况下,走离效应对强脉冲信号的放大也产生了显著影响,即促使两个子脉冲振幅不等以及脉冲漂移。最后,强脉冲信号独特的放大特性用光纤参变放大器的饱和增益特性做了很好的解释,并指出脉冲分裂现象在信号抽样、脉冲压缩、光时分复用系统中有潜在用途。     

Investigation of the Influence of Overvoltage,Auxiliary Glow Current and Relaxation Time on the Electrical Breakdown Time Delay Distributions in Neon

Results of the statistical analysis of the electrical breakdown time delay for neon‐filled tube at 13.3 mbar are presented in this paper. Experimental distributions of the breakdown time delay were established on the basis of 200 successive and independent measurements, for different overvoltages, relaxation times and auxiliary glows. Obtained experimental distributions deviate from usual exponential distribution. Breakdown time delay distributions are numerically generated, usingMonte‐Carlo method, as the compositions of the two independent random variables with an exponential and a Gaussian distribution. Theoretical breakdown time delay distribution is obtained from the convolution of the exponential and Gaussian distribution. Performed analysis shows that the crucial parameter that determines the complex structure of time delay is the overvoltage and if it is of the order of few percentage, then distribution of time delay must be treated as an convolution of two random variables. (© 2005 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

19F+93Nb耗散反应产物不重复截面的分析

完成了¹⁹F+⁹³Nb耗散反应产物激发函数的两次独立测量,入射束流的能量从102MeV到108MeV,步长250keV.实验结果在一些相同能量点两次测量的截面不能重复.分析表明:能量自关联函数的离散程度大约相当于随机计数率引起的离散程度的3倍;激发函数曲线相对于能量平均本底的几率分布,有大约21髎超出了标准高斯分布宽度的3倍;两次测量得到的截面之差的几率分布大约有18髎也超出了标准高斯分布宽度的3倍.可见,两次测量的¹⁹F+⁹³Nb耗散反应产物激发函数的截面不重复性具有明确的统计意义,其来源不是计数率的随机涨落.     

基于超声回波重组相位分析的颗粒粒径测量方法

将超声波作用于沉降的颗粒时,由于颗粒的移动,超声回波会出现相位差异。该文通过对测量杯中某一确定深度处的回波信号进行相位分析和重组,发现重组后信号的频率可以计算出粒径;并分别对两种不同粒径分布的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球悬浮液进行了超声波信号采样重组和去噪的实验,实验结果经小波时频方法分析后,证实了颗粒粒径分布与重组信号频率构成的确存在很高的相关性。