干涉型光纖傳感器及PGC解調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、光纖傳感技術(shù)的迅猛發(fā)展使得光纖傳感器應(yīng)用范圍得到大范圍的擴(kuò)展。其中，干涉型光纖傳感器因其具有靈敏度高、抗電磁干擾能力強(qiáng)，動態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)多樣化、便于復(fù)用等優(yōu)點越來越多地受到人們的重視，而被廣泛應(yīng)用于軍事、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測及地震預(yù)測等領(lǐng)域。干涉型光纖傳感器的解調(diào)方法直接影響著傳感系統(tǒng)檢測的動態(tài)范圍、檢測精度等重要參數(shù)。在眾多干涉型光纖傳感器的解調(diào)方法中，相位生成載波解調(diào)技術(shù)(PGC)作為一種無源零差解調(diào)技術(shù)，可以消除相位漂移引起的干涉輸

2、出不穩(wěn)現(xiàn)象，因其高靈敏度、大動態(tài)范圍和好的線性度而得到廣泛的應(yīng)用。本文對干涉型光纖傳感器及PGC解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　第一、簡要概述了光纖傳感技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)了幾種常用的干涉型光纖傳感器結(jié)構(gòu)及干涉型光纖傳感器的解調(diào)技術(shù)，并對這些針對干涉型光纖傳感器的解調(diào)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的原理分析，為下文干涉型光纖傳感器解調(diào)方法的具體選取奠定了基礎(chǔ)。
　　第二、詳細(xì)分析了干涉型光纖傳感器的傳感及檢測

3、的基本原理，闡述了PGC相位生產(chǎn)載波調(diào)制實現(xiàn)的原理。對PGC解調(diào)算法進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析并給出相關(guān)參數(shù)的選取原則，最后對幾種典型的PGC改進(jìn)算法進(jìn)行了簡要原理分析。
　　第三、根據(jù)前兩部分工作提出了干涉型光纖傳感器及其解調(diào)方法整體設(shè)計方案，給出了系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換部分預(yù)處理電路設(shè)計方案，給出了系統(tǒng)PGC解調(diào)算法各模塊軟件實現(xiàn)方案，確定系統(tǒng)PGC數(shù)字化解調(diào)平臺選用DSP，并給出PGC算法實現(xiàn)中DSP內(nèi)存空間分配和算法的軟件流程圖。

4、　　第四、提出了兩種PGC改進(jìn)算法:一種是基于基頻混頻的PGC改進(jìn)算法，該算法克服了基頻混頻算法只適應(yīng)于小信號的局限性，減少了一路載波信號的產(chǎn)生，降低了數(shù)字解調(diào)時系統(tǒng)內(nèi)存的占用，降低了系統(tǒng)最低采樣頻率。另一種是消除伴生調(diào)幅影響的PGC解調(diào)方法，該算法通過利用干涉信號中的3次諧波分量和基次諧波分量進(jìn)行解調(diào)，有效地消除了伴生調(diào)幅對解調(diào)結(jié)果的影響，同時降低了數(shù)字解調(diào)時占用的內(nèi)存及系統(tǒng)解調(diào)所需的最低采樣頻率，并對干涉型光纖傳感器傳統(tǒng)解調(diào)算法和提