干涉型光纖傳感器及PGC解調技術研究.pdf

1、光纖傳感技術的迅猛發(fā)展使得光纖傳感器應用范圍得到大范圍的擴展。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，動態(tài)范圍大、結構多樣化、便于復用等優(yōu)點越來越多地受到人們的重視，而被廣泛應用于軍事、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測及地震預測等領域。干涉型光纖傳感器的解調方法直接影響著傳感系統檢測的動態(tài)范圍、檢測精度等重要參數。在眾多干涉型光纖傳感器的解調方法中，相位生成載波解調技術(PGC)作為一種無源零差解調技術，可以消除相位漂移引起的干涉輸

2、出不穩(wěn)現象，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用。本文對干涉型光纖傳感器及PGC解調技術進行了詳細研究。
　　本文的主要研究內容如下:
　　第一、簡要概述了光纖傳感技術發(fā)展現狀，總結了幾種常用的干涉型光纖傳感器結構及干涉型光纖傳感器的解調技術，并對這些針對干涉型光纖傳感器的解調技術進行了詳細的原理分析，為下文干涉型光纖傳感器解調方法的具體選取奠定了基礎。
　　第二、詳細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相位生產載波調制實現的原理。對PGC解調算法進行了詳細的理論分析并給出相關參數的選取原則，最后對幾種典型的PGC改進算法進行了簡要原理分析。
　　第三、根據前兩部分工作提出了干涉型光纖傳感器及其解調方法整體設計方案，給出了系統光電轉換部分預處理電路設計方案，給出了系統PGC解調算法各模塊軟件實現方案，確定系統PGC數字化解調平臺選用DSP，并給出PGC算法實現中DSP內存空間分配和算法的軟件流程圖。

4、　　第四、提出了兩種PGC改進算法:一種是基于基頻混頻的PGC改進算法，該算法克服了基頻混頻算法只適應于小信號的局限性，減少了一路載波信號的產生，降低了數字解調時系統內存的占用，降低了系統最低采樣頻率。另一種是消除伴生調幅影響的PGC解調方法，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行解調，有效地消除了伴生調幅對解調結果的影響，同時降低了數字解調時占用的內存及系統解調所需的最低采樣頻率，并對干涉型光纖傳感器傳統解調算法和提