干涉型光纤水听器相位载波解调技术

通过数学推导和仿真分析,对直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术进行了研究。提出了不能通过干涉信号的峰值或峰峰值检测来控制自动增益控制(AGC)电路增益的方法消除偏振衰落对输出信号的影响。在这一思想的指导下完成了光纤水听器相位载波(PGC)解调电路的设计,给出了实验测试结果。     

迈克尔逊干涉型光纤水听器研究与实现

设计了对偏振衰落不敏感的迈克尔逊干涉型光纤水听器,系统通过使用直接调制光源的相位载波零差检测方式实现了光纤水听器相位载波(PGC)解调,并给出了实验测试结果。由2个水听器组成水听器阵进行了水池实验,结果显示:该干涉型光纤水听器有明显的指向性,具有一定的潜在实际应用前景。     

光纤磁场传感器信号解调方法及仿真研究

为了减少相位随机漂移和1/f噪声对信号检测灵敏度的影响,基于磁致伸缩效应的光纤干涉型磁场传感器必需在传感臂或参考臂施加高频调制磁场;考虑负载效应、退磁效应,给出了光纤/磁致伸缩耦合结构的等效应变;采用相位载波(PGC)外调制方案,在参考臂施加高频调制磁场,根据贝塞尔函数展开式,建立了被测磁场与载波磁场振幅、调制磁场振幅之间的关系式;借助Matlab/Simu-link,对相位解调方法进行仿真,仿真结果与理论分析结果十分吻合;研究了输出信号幅值随调制磁场幅值变化的趋势,得到高频调制磁场幅值的最优值。     

基于压电陶瓷相位调制器的外调制相位生成载波法研究

对基于压电换能器PZT(Piezoelectric Transducer)的外调制相位生成载波PGC(Phase-Generated Carrier)法进行了深入的理论分析和实验研究.PZT光纤相位调制器利用电致伸缩效应来改变缠绕在其上面的光纤的长度,进而实现对光纤中光相位的周期性调制.在马赫曾德尔光纤干涉仪MZI(Mach-Zehnder Interferometer)的参考臂中加入该光纤相位调制器便可以将载波信号调制到光纤干涉仪的输出信号当中.计算机仿真分析了调制参数对PGC解调结果的影响.并通过实验验证了这种调制解调方案的可行性.利用美国国家仪器公司的数据采集系统及Labview编写的解调算法,在臂长为200 m的MZI中成功实现了相位解调,恢复出MZI传感臂中的原始相位信息,解调信号与原始信号的相关系数在0.99以上.     

干涉型光纤传感器解调方法改进与研究

通过分析光纤干涉仪输出信号成分和理论推导,提出了干涉型光纤传感器相位生成载波(PGC)调制解调技术的改进方案,通过实验仿真得出,新方案不需要AGC模块就可以消除干涉仪输出光功率漂移对解调结果的影响,而且系统的最低采样频率减低了约1/3.     

干涉型光纤水听器PGC解调的DSP实现

提出了基于数字信号处理器(DSP)系统的相位载波(PGC)解调的软硬件实现。针对PGC解调中混频信号与实际调制信号的频率偏差,在DSP系统实现中采用一路A/D转换器对调制信号进行同步采样,从而克服了频率偏差对解调结果的影响。结合TMS320C6201的CPU结构和片内资源,对算法实现进行了并行优化,实现了系统的实时解调。实验表明:优化后算法的运算时间显著减少,DSP解调信号与参考信号的相关系数达到0.9。     

基于Matlab与DSP Builder的2PSK调制解调器设计与仿真

根据2PSK调制解调的原理,建立2PSK调制解调的数学模型。采用DDS(Direct Digital Synthesis直接数字频率合成)技术对调制解调中的载波信号进行设计。在此基础上,基于Matlab/Fdatool和DSP Builder搭建了实现2PSK调制解调的硬件电路仿真模型,并在Matlab和Modelsim中进行了仿真分析。仿真结果表明:本设计很好地实现了2PSK调制解调器的功能,简化了硬件电路,减少了编程时间。     

QAM解调及频偏估计联合算法

针对在水声传输环境下,载波频率偏移会导致较大的传输误码率的问题,提出一种能够同时进行载波频率偏移估计以及QAM解调的联合算法。在频域将接收信号样点与标准正弦信号进行最小二乘逼近,通过估计接收信号的频率实现载波频偏估计;同时得到接收信号的幅度和相位,从而得到QAM调制信号的I分量和Q分量系数。仿真证明,该算法降低了QAM调制解调算法的误码率。     

高阶调制APSK信号载波同步算法研究

随着卫星通信业务的发展,卫星宽带高速数据通信变得越来越重要,使得高阶调制技术逐渐应用于卫星通信中,但载波频偏对诸如APSK等高阶调制信号的影响很大,其多个幅度也使得载波同步更加复杂。在回顾载波同步算法理论的基础上,分析了载波频率和相位偏差对APSK信号系统的影响,并研究了载波频率和相位偏差的估计算法。分析表明,算法可有效地解决APSK信号多幅度和相位模糊较大的问题,可较好地适用于APSK信号的载波频率和相位同步。     

基于交流反馈的光纤磁场传感器相位解调方法

针对光纤磁场传感器中相位解调的技术难题,研究基于闭环反馈的解调方法用于提高传感器的测量灵敏度和精度;在传感臂施加高频调制磁场,在参考臂施加低频相位调制信号;从理论上,推导出传感器的输出信号及各次谐波分量的幅值特性,选取相位调制信号的2倍频分量作为误差信号,经比例和积分运算后反馈到参考臂;借助Matlab/Simulink对闭环反馈控制方法进行仿真研究;仿真结果表明,闭环反馈控制方法比当前广泛采用的相位载波方法精度更高、抗噪声能力更强。     

光纤麦克风的理论和实验研究

一种新型的反射式光纤麦克风,它利用反射式光纤传感探头实现声音对光的外调制.本文从理论和实验两方面研究了反射式光纤麦克风的可行性,并对研制的光纤麦克风系统进行了测试.利用成像原理得出了反射式光纤麦克风的光强度调制函数,根据薄膜振动理论得到了弹性膜片的固有频率和基频,Y型光纤耦合器的使用大大简化了传感器探头的结构.通过实验实现了光纤麦克风系统的预期功能.     

干涉型光纤水听器调制解调方案研究􀀁

本文概述了 Mach-Zehnder干涉型光纤水听器两种不同的调制解调技术 ,着重分析了用 3× 3耦合器组成的干涉型光纤水听器的解调原理 ,并比较分析了这两种方案的特点 ,指出采用 3× 3耦合器解调技术是将来构成全光纤干涉型水听器系统的优选方案     

定性分析DDS杂散对步进频率雷达性能的影响

数字频率源是现代雷达系统的重要组成部分,其技术指标直接影响系统的性能.介绍了直接数字合成频率源DDS的基本工作原理及定性分析了其固有杂散和相位噪声形成原因,详细分析了步进频率雷达获取高分辨目标距离剖面(一维距离像)原理.基于MATLAB仿真证明了DDS因相位截断和幅度量化产生的杂散服从均匀随机统计分布特性,仿真了服从均匀随机统计分布特性的DDS杂散对步进频率雷达距离测量性能的影响.分析和仿真的结果对系统设计具有一定的参考价值.     

全光纤白光干涉型光纤传感器

根据传统光学干涉原理研制出的相应调制型光纤传感器,其突出优点是灵敏度高。但却只能进行相对测量,即只能用作变化量的测量,而不能用于状态量的测量。因此,本文介绍了能实现绝对测量的全光纤白光干涉型光纤传感器及其检测技术,该技术基于白光干涉的绝对测量原理。     

Residual intensity modulation in resonator fiber optic gyros with sinusoidal wave phase modulation

We present how residual intensity modulation （RIM） affects the performance of a resonator fiber optic gyro （R-FOG） through a sinusoidal wave phase modulation technique. The expression for the R-FOG system＇s demodulation curve under RIM is obtained. Through numerical simulation with different RIM coefficients and modulation frequencies, we find that a zero deviation is induced by the RIM effect on the demodulation curve, and this zero deviation varies with the RIM coefficient and modulation frequency. The expression for the system error due to this zero deviation is derived. Simulation results show that the RIM-induced error varies with the RIM coefficient and modulation frequency. There also exists optimum values for the RIM coefficient and modulation frequency to totally eliminate the RIM-induced error, and the error increases as the RIM coefficient or modulation frequency deviates from its optimum value; however, in practical situations, these two parameters would not be exactly fixed but fluctuate from their respective optimum values, and a large system error is induced even if there exists a very small deviation of these two critical parameters from their optimum values. Simulation results indicate that the RIM-induced error should be considered when designing and evaluating an R-FOG system.     

光纤声传感器特性的实验研究

光纤传声器是一种由探头和光纤组合成的Y型声传感器,这种传感器在完成声光转换的同时对声频信号进行了滤波处理,可用在强电磁干扰等一些特殊的环境中.本文对研制的实验型光纤声传感器系统的响应特性进行了测试.当固定光源为50 mA,输入信号200 mV的正弦波,频率为1 kHz时,探测到的信号波形与输入信号波形完全吻合;然后,保持输入信号的电压幅值不变,频率从1 kHz开始分别测量传声器的高频响应和低频响应,发现传声器响应特性比较好,但低频响应特性不如高频响应特性理想,分析原因并给出设计更好的实验型光纤传声器的解决办法.     

基于键合图的光纤环绕制小张力控制结构的建模和仿真

光纤环是光纤陀螺中的核心部件。光纤环绕制的技术水平直接影响着光纤陀螺的精度,绕制过程中缠绕张力控制更是整个光纤环绕制中尤为关键的部分。介绍了键合图方法基本原理,并将其应用于光纤环绕制的张力控制分析中,通过分析全过程的键合图模型,导出了系统的状态方程,并依据一定的结构参数应用Matlab对其进行了仿真,同时对系统做了输出测试,验证了该模型的有效性,为实际工程应用和引入先进控制算法提供必要的理论基础。     

一种强度调制型频率编码光纤环传感器阵列

提出一种基于强度调制技术的频率编码光纤环传感器。给出光纤传感阵列结构并阐述了多传感器准频分复用原理,分析了阵列中传感器的反射信号特征,并重点讨论了不同长度光纤环的谐振频率特性。结果表明,通过改变光纤耦合系数及选用合适的光纤环长度,可以提高传感系统的复用能力和分辨能力。系统采用频率跟踪解调技术以提高信噪比和探测灵敏度。此系统可用于准分布应变和温度的测量。