声光调制光纤传感系统的信号解调研究

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1、limitedbysystemsamplingfrequency．WhilethesamplefrequencyisI000KHz，signalfrequencyis1KHz，thedynamicrangeis190radwithupto99％demodulationcorrelationcoefficient．Astheincreaseofsignalfrequency,thedynamicrangedecrease．Whiletheamplitudeofsignalis10rad，thefrequencybetween250Hz-19KHzCanbedemodu

2、lated．Inthisrange，demodulationcorrelationcoefficientCanreachupto99％，andthetrendisincreasingfirstly,remainingunchangedinacertainrangeandthendecrease．KEYWORDS：fiberopticinterferometer；signaldemodulation；phasegeneratedcarrier；3×3couplerCI．ASSNO：TN929．11Vlll序物联网是现代研究的热点。目前兴起的各种智能网如智能交通、智能家

3、庭、智能电网、智能建筑的实现，其中传感网是最为关键的一个环节。而光纤传感凭借其体积小、重量轻、灵敏度高、抗电磁干扰能力强、耐高温、抗腐蚀、信息容量大、数据传输安全、集传输传感合二为一、便于构成分布式传感网络等诸多优点，越来越受到重视，应用也越来越广泛。相比于无线传感网络中常用的电子传感器，其有限的电池能量已成为限制其发展的瓶颈。但是其节点的可移动性是其发展的另外一个趋势。可以说，电子传感器与光纤传感器在不同的应用领域各有优势。本论文结合项目“声光调制的光纤传感系统的研究”，该项目通过搭建光纤传感系统以实现对声音信号的测量。光纤传感系统的结构设计及光场模拟由另外的两位

4、同学负责，本人主要做的工作是为该光纤传感系统配置一个信号解调方案，还原作用在光纤上的声音信号。任何光纤传感系统能实现测量信号的目的都离不开信号的解调，如果没有信号的解调，光纤传感系统就失去了意义。所以，研究对于一个光纤传感系统的信号解调方法，具有很大的意义。本论文针对干涉仪输出的干涉信号，对三种常用的干涉信号解调方法进行了编程仿真，通过原理分析及仿真分析，对三种解调方法的特性进行了分析及总结，对光纤传感系统输入不同的待测信号选择合适的解调方法具有很大的指导意义。目录中文摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。vABSTRACT⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．vii，拳⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．ixl绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．2研究背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．41．2．1光纤干涉仪⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯51．2．2光学干涉仪信号的解调⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1l1．2．3Labview软件概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1

6、51．3本论文的主要研究工作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l82PGC．DCM解调方案特性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯192．1干涉仪输出信号分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯212．2PGC．DCM原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．212．3解调频率的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯232．3．1载波频率的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．242．3．2采样频率的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．242．4滤波器的设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯242．5实验及结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

7、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯272．6解调效果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯282．6．1信号幅度对解调效果的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．282．6．2载波频率对解调效果的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．302．6．3信号频率对解调效果的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．312．7本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯323PGC-arctangent解调方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯333．1PGC—arctangent原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．333．2PGC-arctangent解调法非线性改进分析⋯