膜片式f-p声压传感器的pgc解调系统研究

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1、硕士学位论文膜片式F-P声压传感器的PGC解调系统研究STUDYONPGCDEMODULATIONOFOPTICALFABRY-PEROTACOUSTICSENSORBASEDONFILM刘欢哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP212学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文膜片式F-P声压传感器的PGC解调系统研究硕士研究生：刘欢导师：林杰副教授申请学位：工程硕士学科：仪器仪表工程所在单位：自动化测试与控制系答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP212U.D.C:621Dissertationforthe

2、MasterDegreeinEngineeringSTUDYONPGCDEMODULATIONOFOPTICALFABRY-PEROTACOUSTICSENSORBASEDONFILMCandidate：LiuHuanSupervisor：AssociateProf.JieLinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentandMeterEngineeringAffiliation：DepartmentofAutomaticMeasurementandControlDateofDefence：June,201

3、6Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要传统的短腔膜片式非本征法布里-珀罗（ExtrinsicFabry-PerotInterfero-meter，EFPI）光纤传感器加工重复性难度较大，对温度等外界因素的抗干扰能力不强，针对以上问题，本文设计了一种新型的长腔声压传感器，并且基于相位载波（PhaseGeneratedCarrier，PGC）解调算法，设计了一套模拟-数字解调系统，对传感器的可行性、加工重复性和对温度的抗干扰能力进行了测试。论文的主要内容如下：1.分析了PGC解调算法原理

4、。在分析多光束干涉原理和F-P干涉仪的基础上，对PGC解调算法进行了推导，并从频谱结构上分析了解调过程中信号的变化，讨论了采样和载波频率的取值，编写了PGC解调算法仿真程序，为解调系统的设计提供了指导和依据。2.提出了一种新型的长腔长膜片式EFPI声压传感器。分析了该结构的优点，并采用模拟探头对该结构进行了测试，测试实验表明，该结构能够实现双光束干涉；基于实验室条件制作了传感器，并对传感器反射面的反射率进行了测试，两个反射面的反射率分别为2.74%和1.73%。3.设计并实现了基于PGC算法的模拟-数字解调系统。设计预处理电路，包括光电转换电路、放大电路以及模数转换电路，并对模数电路的时序进行

5、了测量；设计解调系统软件部分，实现低通滤波器的设计，以及对信号的微分和积分处理。4.对解调系统进行了测试和分析。对解调系统的噪声进行测试，电噪声和整体噪声分别为33dB和58dB；播放声音信号，对解调效果的信噪比进行测试，声音频率为900Hz时信噪比达到40dB；将传感器的腔长剪短1cm，对解调结果再次测试，在声音频率为900Hz时，解调结果的信噪比没有发生变化。关键词：声压传感；非本征F-P腔；相位载波解调-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractTheconventionalextrinsicFabry-PerotInterferometric(EFPI)opticalfiber

6、sensorbasedonfilmishardtoensurethereproducibilitywithshortcavity.Ingeneral,ithasbadtemperature-resistantability.Incaseofthissituation,wedesignanewstructureofEFPIopticalfiberacousticsensorwithlongcavityandproposeademodulationsystemofanaloganddigitalmixturebasedonPGCdetectingtechnology.Theexperimentis

7、conductedtotestthefeasibility,reproducibilityandtemeperature-resistantability.Themaincontentofresearchworksareasfollowing:1.TheoperationalprincipleofFabry-PerotInterferometerandmultiplebeaminterferenc