近几十年里,随着科技的不断发展,雷电探测手段的提高,人类对雷电的基本特性也有了更加清晰地了解。俗话说,“春雷声响,万物生长”。这句话不仅仅是指雷电将空气中的氮气转化成了万物生长所需的氮肥,而且伴随着雷电产生的雷声信号也能刺激种子生长。为了更好地研究雷声信号对种子的影响,就必须对雷声信号进行预处理。因此,本文提出了一种基于奇异值去噪算法的雷声信号发生器设计方法。本文首先采用奇异值分解(Singular Value Decomposition,缩写SVD)方法对雷声信号进行分解,并得到一系列大小不同的奇异值,然后利用最小描述长度准则(Minimum Description Length principle,缩写MDL)估计雷声有效信号的奇异值个数,最后分离出噪声信号,并重构雷声信号,从而实现对雷声信号降噪。仿真结果表明:采用奇异值分解的方法对雷声信号降噪,其降噪效果显著。接着实现下位机与上位机数据通信功能,本文借助LabVIEW软件的高级应用编程接口与USB设备进行通信,将四组不同季节的去噪雷声信号发送到下位机FPGA开发板中,并缓存在同步动态随机存储器(SDRAM)。然后在FPGA开发板上的按键A与按键B控制下,对存储在SDRAM的数字雷声信号进行读取,并将读取到的数字雷声信号转换成模拟雷声信号,最后通过功率放大器输出。本文设计的雷声信号发生器在功能上可分为五个模块:雷声信号去噪模块、USB通信模块、雷声信号缓存模块、数模转换模块以及功率放大模块。其中雷声信号去噪模块实现雷声信号降噪功能;USB通信模块将降噪后的雷声信号传输到下位机FPGA开发板中;雷声信号缓存模块存储降噪后的数字雷声信号;数模转换模块将数字雷声信号转换成模拟雷声信号;功率放大模块控制雷声信号输出功率。经实验验证,本文基于奇异值去噪算法的雷声信号发生器设计对不同季节的雷声信号降噪效果明显、能够有效地还原出雷声信号、并且实现了雷声信号输出类型可选、周期可调以及功率可控。