综合散射法与透射法测量水浊度的研究

介绍了水浊度常用的两种测量方法散射法和透射法的原理、特点及其适用范围。结合散射法、透射法特点,提出一种适用于大范围变化浊度测量的综合式探测方法-比值法,并采用了基于比值法的天健TTS浊度计,以及自制的实验平台对福尔玛荆标准液进行测量。列出了TTS浊度计和自制实验平台的测量数据,同时推导了自制实验平台数据处理的公式,并计算出使用不同方法的浊度值。对实验结果的分析和比较表明比值法能有效提高水浊度的测量精度,扩大水浊度的量程。     

相位解调实现低频水表面声波振幅探测

为了实现低频水表面声波振幅准确探测和时变声信号的跟踪识别,提出了一种基于相位解调的激光干涉探测方法。该方法在参考光路中引入高频载波,利用相位生成载波技术的反正切解调算法,并结合高频载波初相位和调制深度的测定,可实现水表面声波的准确识别。在实验室环境下搭建了一套水表面声波探测系统,实验结果表明:该方法对水表面声波微振幅的测量重复性不超过1 nm。同时该系统能够实时跟踪水下声源的变化,对幅度受到正弦调制的水下声源信号进行了水表面声波振幅检测,实验结果证明了该方法识别时变声信号的正确性。     

QAM与CVSD互联问题及对策

简要介绍了常用的Modem调制解调方法,重点介绍了V.22bisQAM的调制原理以及与CVSD互联后出现的误码问题,并从理论分析和实验验证对结果进行了探讨,最后结合某工程实例给出了几种解决问题的方法。     

CPFSK调制解调算法研究及其DSP实现

简单介绍了CPFSK的基本原理,对其调制和解调算法进行了讨论.通过对过零检测、FFT频谱幅值法和非相干解调算法的比较,可以看出采用非相干解调方法具有较好的误码特性.     

PWM在几种模拟通信信号数字调制解调中的应用

面向控制领域的众多廉价的DSP和单片机均集成有PWM(脉冲宽度调制器)模块，在对PWM信号进行理论分析的基础上，分别得出了应用PWM来实现AM、FM和SSB三种模拟通信号的调制与解调方法，在解调时可以应用PWM和外接的LPF(低通滤波器)。实现对解调信号的D／A变换功能；在调制时则应用芯片CPU和PWM共同完成对信号的调制算法，其中的PWM和外接的BPF(带通滤波器)还具有实现D／A变换的功能。最后论文应用DSP56F803芯片对该方案进行了成功实现。     

基于Labview的光纤传感器相位载波零差检测技术

介绍了相位调制型光纤传感器的调制和解调原理。详细论述了PGC解调原理和基于LabView软件开发平台的解调方法。实验结果显示，该方法可实现对相位调制信号的准确解调并具有易开发、便于实现微机处理等突出特点。     

基于XPM的锁相光纤光栅传感器解调系统

将XPM技术首次应用于光纤光栅传感器解调系统.在采用干涉解调的基础上依据XPM原理,采用反馈控制的方式改变辅助光强度,应用锁相方法调制M Z干涉仪信号光相位,使系统相位差始终锁定在灵敏度最高的位置.解决了干涉法解调精度非线性的问题;解决了只能在很小范围解调的问题;避免了背景光和解调电路暗电流对测量结果的影响和使用PZT调谐引入的迟滞效应和机械装置带来的误差.该系统温度测量精度可达0.1 ℃,不确定度为±0.3 ℃.     

闭环光纤陀螺方波调制失真的影响与消除

数字闭环光纤陀螺仪测量角速度时,采用方波调制引起的各种失真会对输出结果产生影响。基于傅里叶级数建立包含失真噪声的闭环光纤陀螺方波调制、解调信号模型,对各种调制失真引起的输出误差进行了仿真分析,并提出一种双极型归零脉冲方波解调方法,用于消除方波调制闭环光纤陀螺仪的输出信号误差。仿真结果表明:采用常规方波解调时,调制信号的相位失真、方波脉宽失真、谐波失真以及梳状噪声脉冲对光纤陀螺仪输出有很大影响,测量角速度相对误差可达1%量级。采用双极型归零脉冲方波解调时,上述调制失真的影响都得到有效的减小,陀螺仪测量角速度相对误差只有0.1%量级,降低了一个数量级,说明文中提出的双极型归零脉冲方波解调方法对提高闭环陀螺的测量精度和稳定性有重要意义。     

1.3μm自聚焦棒外腔半导体激光器光混频的实验研究

本文采用1.3μm InGaAsP短自聚焦棒外腔半导体激光器作拍频及相干光传输实验。在多个波长点获得比较稳定的拍频信号;用拍频法测量了自聚焦棒外腔激光器单纵模线宽与注入电流的关系曲线。并进行了调制速率100MHz正弦信号相干FSK调制一解调实验。实验表明这类激光器可用于FSK调制的相干光纤通信系统。     

一种单边带QPSK调制解调方法

提出了一种单边带QPSK调制解调的方法.该方法在调制端通过适当的滤波器滤去QPSK调制信号的一个边带,在解调端通过希尔伯特变换构造出频谱上的共轭对称量实现解调,并通过使用对原始信号进行密勒码编码的方法减弱了希尔伯特变换在低频处的不理想对系统性能的影响.给出了详细的理论推导,并通过计算机仿真实验结果证明,提出的单边带QPSK调制解调方法在AWGN信道上的误码性能比传统的双边带QPSK调制解调方法差3dB,但能够节省一半传输带宽.因此,它是一种很有实际应用价值的调制解调算法,尤其适用于带宽受限的数据传输系统.     

基于DFB激光器的振动传感系统改进PGC解调算法

相位生成载波(Phase Generated Carrier, PGC)解调算法是目前光纤干涉传感领域中重要的解调算法。针对目前PGC解调算法中光强扰动和调制深度影响信号解调准确度的问题,提出了一种改进的PGC解调算法(PGC-Ameliorated),并搭建了基于分布反馈(Distributed Feedback, DFB)激光器的振动传感系统进行实验验证。实验结果表明,当被测振动信号的频率为800 Hz时,该算法信噪比为57 dB,优于微分交叉相乘(Differential and Cross Multiplying, DCM)算法和反正切(Arctan)算法近20 dB。在不同光强下,该算法解调信号幅值波动范围在±0.02 rad;在不同调制深度下,该算法总谐波失真最小为0.61%,信纳比最大为25.9 dB,相比于DCM算法和Arctan算法具有更低的总谐波失真和更高的信纳比。     

激光传感通信技术的智慧医疗监测系统

将激光传感通信技术应用在智慧医疗监测领域,设计高监测精度、高传输速率的智慧医疗监测系统。利用激光传感技术设计体温测量模块,模块采用F-P腔匹配滤波解调方法,泵浦源发射光产生宽带光在谐振腔生成激光,抵达光栅后原路反射到达F-P腔中心波长解调,光电探测器接收光栅反射光与F-P腔透射光的卷积,获取体温监测信号;激光跳频通信模块FPGA以串口为中介发送、接收医疗数据,模块的ASK基带编码激光调制依据调制激光循环频率随调制信号基带频率的变换的原理,计算可变基频调制信号,实现医疗数据通信传输。得到以下实验结论:体温测量模块能够提升中心波长,节约模块测量人体体温用时;激光通信模块可连续传输医疗数据,运行稳定。     

紫外吸收法水质监测的光信号探测与处理方法

在紫外光谱吸收法水质监测中,光信号的探测与处理是一项关键技术.利用双光路单通道循环分时采样方法,在软件控制下分时探测背景、参考、测量光强,消除了由于背景光的干扰和光源强度变化带来的影响,提高了监测系统的可靠性和精确性.并采用了双波段测量方式,用于消除水中浊度的影响,具有很强的实用性.用标准溶液进行了实验,相对标准偏差不超过1%,最大相对误差小于2.0%,说明系统有很高的精确性、准确性.     

基于直接相位解调的双光纤法布里-珀罗位移传感器

条纹计数法解调精度受限,而常用的高精度外差调频解调法(如相位生成载波法、线性调频法),在光源调频过程中伴生有幅度调制并且调制解调系统复杂。提出了一种基于双光纤光路相位解调的法布里-珀罗(F-P)位移传感器,原理上省去了光源调频过程,在提高检测精度的同时,成本与条纹计数法相当。与已有报道的双光路结构不同的是,该传感器对两干涉光路之间相位差无严格要求,安装调节简单,降低了传感器的工艺难度。位移测量实验结果表明,该传感器在0～500μm的测量范围内,线性度为1.1%,误差限值为±3μm。     

水面声光耦合光纤水听器的抗波浪解调方法

为了减弱基于水面声光耦合的光纤水听器水面波动对解调信号造成的幅度衰落,采用了利用检测信号臂光强度信息补偿解调信号幅度的方法。从理论上推导了该方法修正解调信号的过程,并对该过程进行了数值仿真,同时实际搭建光纤水听器探测系统,利用/2相位解调法对水面恒定振动信号进行了实验验证。结果表明,相比原始解调信号,修正后的信号幅度基本稳定,幅度值整体提高5dB,解调信号失真度减小,相位噪声得到抑制,信噪比得到提高,可辨认信号时间长度扩展为原来的3.5倍。该方案能有效克服由水面波动引起的解调信号衰落现象,信号质量得到优化,系统抗波浪解调能力得到提高。     

蓝宝石晶体高温传感器解调方法研究

为了从蓝宝石晶体高温传感器输出信号中精确解调出温度信息,建立了一套基于离散腔长变换(DGT)的解调系统。从白光偏振干涉原理出发,分析了高斯光源条件下利用DGT解调蓝宝石晶体高温传感器的原理。针对传统傅里叶变换解调数字频率非均匀采样存在误差的缺点,直接对波长均匀采样得到的光谱数据进行DGT,利用DGT幅值谱峰值解调环境温度引起的光程差(OPD)。进而采用加高斯窗法消除光谱仪背景噪声,进一步提高DGT方法的解调精度。在实际的解调系统中对所提出的方法进行了实验,结果表明,在600～1 200℃测温范围,本文方法可以实现温度的精确测量。     

基于DSP的正交频分复用的实现

在理论上推导了采用快速傅里叶逆变换/傅里叶变换(IFFT/FFT)实现正交频分复用(OFDM)调制解调的可行性,分析了采用IFFT/FFT实现OFDM调制解调比传统方法更具优势;然后在数字信号处理器(DSP)硬件平台上对采用IFFT/FFT实现OFDM调制解调进行了验证。实验结果表明:采用IFFT/FFT不仅能正确实现OFDM信号的调制解调,而且还大大简化了OFDM系统结构,降低了系统实现难度,节约了成本。     

Passive demodulation of optical interferometric sensors

Two techniques for passive (no-feedback) demodulation of signals from a remote two-beam interferometric sensor are discussed. Termed "synthetic heterodyne" and "quadrature recombination," both methods are based on forced sinusoidal modulation of phase within the interferometer. If the phase modulation is generated by linearly proportional frequency modulation of the laser light source, then the interferometer, deployed by means of optical fibers, can be a completely passive remote sensor, and an array of identical sensors can be operated from one light source. The former technique, proposed by Cole, Danver, and Bucaro permits standard FM demodulation. The latter technique, proposed by Cable and Green, employs arithmetic operations that are appropriate to digital implementation. Constraints on application of the technique, especially frequency distribution and amplitude of phase noise (out-of-band) versus signal amplitude (in-band), are analyzed and an implementation is proposed that is consistent with Contemporary analog-to-digital conversion technology.     

一种基于ASE光源的边缘滤波解调技术的研究

研究了一种利用放大自发辐射(ASE)光源线性段做边缘滤波器进行光纤Bragg光栅(FBG)解调的新方法,可实现在传感波长变化3 nm范围内的波长解调。系统采用了全光纤结构,无需机械部件调谐,提高了光纤传感系统的解调速度及稳定性,具有反应迅速快、性能价格比高等优点,应变测量范围可达2 500με。     

一种低PAPR的非连续OFDM传输技术

介绍了一种低复杂度、低峰均比的非连续正交频分复用(NC-OFDM)传输技术。该技术利用裁剪傅里叶变换,有效降低了系统调制解调的实现复杂度。基于非连续CI码的PAPR抑制技术使系统PAPR降低80%以上。相对于传统OFDM技术,所提出的NC-OFDM技术可以把非连续的频谱聚合起来,大幅度提升语音的传输速率。