DSP光纤光栅解调系统研究

实现高精度、快速光纤光栅解调的关键在于对FBG传感器反射的光信号进行波长分析,根据波长的大小结合光纤光栅传感器的物理特性,最终获得相应的待测量。通过对解调系统中存在的噪声进行系统分析,找出电路和光路中影响系统精度的因素,并针对元器件选型、pcb布局、光路搭建、软件算法方面提出了噪声抑制方案,有效提高了系统的测量精度。     

自参考式光纤气体传感数据处理方法

气体检测是光纤传感领域的一大研究热点．在强度吸收型气体传感系统中,吸收致光强变化的检测直接影响到气体浓度的解调精度．以内腔吸收式气体传感系统为例,采用自参考式数据处理方法实现气体吸收谱线的自动识别与浓度解调．根据朗伯．比尔（L-B）定律,理论推导了光强检测误差对浓度解调误差的影响．采用自参考式浓度解调算法,提取了乙炔气体的吸光度曲线,并从理论和实验2方面计算了气体吸收峰的吸光度．分别采用自参考式和预参考式解调算法,再结合2种不同的拟合线型,计算了500组实验数据中9条乙炔气体吸收谱线的吸光度．结果表明,采用自参考式解调算法．Lorentzian拟合时解调误差最小且不超过250×10^-6．再结合波长扫描理论,浓度传感的解调精度可得到进一步提升．     

最小二乘曲线拟合在光纤光栅波长解调中的应用研究

本文在分析光谱解调中心波长检测的基础上,从最小二乘法基本原理出发进行曲线拟合,结合实验数据实例,构造一个最佳通用多项式光谱拟合模型,再利用得到的函数关系实现对乙炔吸收光谱中各中心波长的曲线拟合与仿真,降低中心波长飘移,提高检测精度。     

光纤布拉格光栅传感器的一种波长解调方法

光纤布拉格光栅（FBG）经过中心波长解调,可实现对应变、温度等物理量的高精度传感检测．在光纤光栅传感中,如何检测中心波长的微小移位是传感解调的核心问题．为此,文中介绍了一种基于互相关原理的FBG中心波长解调方法．FBG的初始光谱和被调制后的受扰光谱形状相似,只是中心波长产生了漂移,通过对初始光谱与受扰光谱互相关值的解算,即可解调出中心波长的位移量．将实验结果与自相关法、功率加权法和最小二乘法等波长解调方法进行了对比,结果表明互相关方法可以有效地进行中心波长解调．     

基于反射滤波技术的双光纤光栅传感解调研究

提出一种基于光纤光栅反射滤波技术、利用FFT对反射谱进行动态扫描技术的波长解调方案，并进行了详细的理论分析和推理。采用全光纤结构和计算机处理，大大提高了光纤传感系统的解调精度及稳定性。     

直接解调法在碲锌镉探测器γ谱分析中的应用

为了提高碲锌镉探测器γ谱解析的精度,将直接解调法应用于γ谱重建算法研究。γ谱的测量是谱仪系统对γ射线的调制过程,针对一维γ谱的特点建立了调制方程的响应函数矩阵,分析了本底和噪声的影响及其处理方法,对实测谱构成的单峰和重峰进行重建。结果表明,重建γ谱能量分辨率比原始测量谱提高了5~6倍,能把峰位相距一个半高宽、峰面积比100¨1的重峰完全分离,弱峰的寻峰率显著提高。直接解调法具有很强的抑制噪声能力,尤其适合在统计性较差的野外测量的能谱重建中应用。     

基于全光纤Mach-Zehnder干涉仪的波长解调技术研究

对基于Mach-Zehnder干涉仪的光纤光栅Bragg波长解调原理进行了分析,模拟仿真了干涉仪的输出谱,并讨论了其输出电路的运算形式.实验研究了基于Mach-Zehnder干涉仪的温度传感系统的波长解调方案,该系统达到0.7 pm的波长检测精度.     

有效值及有功功率测量的综合误差分析

分析了用加权算法求有效值及有功功率时，同步偏差及量化噪声对测量精度的影响，得到其综合误差公式。结果表明：随着所用权函数阶数的增加，不同步采样引起的测量误差将快速减小以至成为次要因素，量化误差将可能成为主要误差因素。采样数据量化引起的测量误差正比于量化精度而反比于采样点数的开方根。通过增加量化位数及采样点数均可降低数据量化引起的测量误差。     

基于傅里叶解调算法的硅微陀螺仪控制系统设计与试验

为了改善硅微陀螺仪控制精度,采用基于现场可编程门阵列(FPGA)实现的傅里叶解调算法,结合同步倍频采样技术,分别对硅微陀螺仪驱动轴检测信号和敏感轴检测信号进行解调.并借助自动增益控制(AGC)和锁相环(PLL)技术,实现硅微陀螺仪的闭环驱动控制和高精度解调输出.仿真和试验结果表明:相比于乘法解调,傅里叶解调算法具有更好的解调精度和更强的抗噪声能力;驱动振幅控制精度达到7.5×10-6,全温频率跟踪最大误差为50 mHz;试验陀螺的零偏稳定性由采用乘法解调算法的24.83(°)/h提高到采用傅里叶解调算法的10.65(°)/h.试验验证了傅里叶解调算法在硅微陀螺仪数字控制系统中的可行性和有效性.     

变压器相位检测方法的研究

正弦信号的相位检测是许多测量工程的一项基本而重要的任务.讨论了利用改进的I-Q解调法进行变压器相位检测的原理,对实际信号处理流程和测量误差进行了分析,并进行了仿真研究.结果表明：I-Q解调法从实时性、检测精度和抑制噪声能力等方面都优于其他常规方法.该方法已成功应用于变压器的相位检测中.