频率调制在谐振腔光纤陀螺中的应用

对被动式谐振腔光纤陀螺进行双光路频率调制是降低瑞利背向散射最简便、效果最好的方法,且可以提高系统精度,改善开、闭环控制效果.文中简述了对陀螺信号进行调制的两种基本方法,即对谐振腔体进行调制和对入射光频率进行调制,得出了后者性能上的优势.采用洛仑兹公式描述光纤陀螺的传递函数,结合输入信号特征,建立其频域的数学模型,并给出了计算结果和相关图形,以及一些关键参数的优化值.且对全光路的结构提出了具体的配置建议.     

基于TMS320F2812的IFOG信号检测方法研究及实现

高精度光纤陀螺是导航与制导系统的主要组成部分．采用基于数字信号调制解调技术对光纤陀螺进行闭环控制可以有效地提高光纤陀螺的精度．对光纤陀螺原理及信号检测方法进行了大量的研究和实验，以高速数字信号处理芯片TMS320F2812为基础，研制成功了基于阶梯波调制技术的闭环光纤陀螺全数字式信号检测系统，并给出了性能及测试结果．     

定长光纤环形谐振腔不同匝数对光纤陀螺信号输出参数的影响

谐振式光纤陀螺由于其在小型化、集成化和高精度等方面比干涉型光纤陀螺占有优势,引起了国内外研究机构的广泛关注,而光纤环形谐振腔作为光纤陀螺的核心敏感部件对陀螺信号的输出至关重要。本文分析对比了半长1.10 m,定长2.2 m,保偏耦合器偏振消光比为20 dB,分光比为50∶50的光纤环腔在相同室温条件下,不同匝数谐振谱线的谐振深度ρ、半高全宽(FWHM)以及光纤陀螺的输出信号包括动态范围、频率带宽、标度因数、系统极限灵敏度的各项陀螺关键指标,为定长保偏光纤环腔作为光学陀螺的核心部件提供相关指导。     

光纤激光陀螺环形腔的优化设计

分析了有源环形谐振腔组成的光纤激光陀螺的精度与谐振腔特征参数的关系,采用单向泵浦光纤复合谐振腔结构的光学系统设计方案.在此结构上,对影响光纤激光陀螺理论精度的结构参数进行计算机数值仿真,详细讨论了系统参数的变化趋势对光纤激光陀螺理论精度的影响.初步仿真结果表明:选取合适掺铒光纤长度及泵浦功率可以有效提高理论精度,提高输入信号光强及选择合适的输出耦合器的耦合比,可进一步提高陀螺的理论精度.     

光纤陀螺中的相位差与谐振频率差的推导及理论分析

光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的环形干涉仪,常见的光纤陀螺包括干涉型和谐振型。首先,对于这2种光纤陀螺,本文采用了以惯性空间为参考系的路程叠加法证明了Sagnac效应是一种与介质无关的纯空间延迟,有效折射率n对Sagnac时间差Δt和光程差Δδ均没有影响;其次,对于干涉型光纤陀螺,有效折射率n对Sagnac相移差Δφ也没有影响;再次,对于谐振型光纤陀螺,文中提出了2种方法,即基于激光物理学中的行波谐振腔理论和基于多光束干涉机理,求出谐振环形腔的谐振频率差Δνq的表达式,其与光纤环匝数N无关。最后,得出光纤陀螺中的相位差Δφ和谐振频率差Δνq之间所满足的关系,并分别从数学形式和物理意义上对这一关系作出分析。2种陀螺的光路结构虽不同,但可使用统一的模型表达及分析光学物理量之间的关系。     

谐振式光纤陀螺中全保偏环形谐振腔的研究

对谐振式光纤陀螺中全保偏环形谐振腔及其定向耦合器进行了理论和实验研究,推导了谐振条件的解析表达式,并分析了谐振腔基本参数对谐振特性的影响。通过压电陶瓷对光纤谐振腔进行调制,记录输出特性曲线,得到了保偏环形谐振腔的谐振特性。最后给出了实验结果及测试曲线。并提出了在谐振系统中应加以解决的问题,为下一步系统的工作奠定了理论及实验基础。     

再入式无源环形谐振腔光纤角速度传感器

为研制高灵敏度且环长度更短的光纤角速度传感器 (FORS) ,对采用低相干长度光源、无源环形谐振腔以及高性能反射镜的新型再入式光纤角速度传感器 (RPR- FORS)进行了理论分析与实验研究。分析了无源环形谐振腔中定向耦合器的透过率、环形谐振腔的透过率与测量灵敏度的关系。通过采用机械方式改变反射系数的方法验证了反射镜在RPR- FORS中的作用 ;进行了相位调制器插入环形谐振腔内与插入环形谐振腔和反射镜之间的对比实验 ,证明了两种调制方式具有相同的效果。同时在初步实验中获得了角速度敏感信号。这种 RPR- FORS为集成化的角速度传感器奠定了理论和实验基础     

基于环形腔的谐振光纤陀螺仪仿真及设计研究

基于塞格奈克效应,对谐振光纤陀螺仪的关键器件--谐振腔谐振特性做了深入研究.通过对影响谐振特性的多个参数进行模拟仿真,确定谐振光纤陀螺仪工艺、器件的最佳选择.同时,对谐振腔输出光强与输入光频率的关系进行了仿真.结果表明,输出光强与谐振频率偏差在靠近谐振点附近存在一个良好的线性工作区;在激光器线宽一定的情况下,谐振腔光纤存在一个最佳长度.通过改变光纤的长度或光纤环的尺寸,可以获得不同的动态范围,这种几何的灵活性是光纤陀螺很重要的优点之一.     

干涉型闭环光纤陀螺实现中关键问题研究

介绍了干涉型光纤陀螺实现中的几个关键问题和相应的解决方法.把光纤陀螺的系统构成细分为前端和后端,关键问题有:1)梳状信号的滤波;2)模拟开关的选取;3)信号采样;4)阶梯波的处理;5)干涉闭环光纤陀螺的软件设计.相应问题细化到运放、模数转换、数模转换等器件的选择,并针对双路调制信号对光纤陀螺的影响和应对措施作了工程性的分析.本文是基于长期的工程实践和深入的理论分析而得到的,具有较强的实践参考意义.运用文章中的方法和经验,实践证明光纤陀螺仪的精度和灵敏度有较大提高.     

数字闭环光纤陀螺振动噪声处理方法

为了解决数字闭环光纤陀螺在实际工程应用中易受冲击、振动等环境因素影响的问题,通过分析振动影响下陀螺输出信号特点,研究振动对光纤环的应力及信号中附加相移的影响,建立了光纤陀螺信号的振动噪声模型.首先,引入一种具有自适应能力的改进局部均值分解方法,将原信号按频率大小分解为一系列谐波信号;其次,利用核主成分分析方法,将反映振动影响的有效信号和噪声进行有效分离;然后,通过重构得到抑制了振动噪声的信号.利用线振动实验研究了光纤陀螺在车载和机载环境下的振动特性,并对采集得到的10组振动实验数据进行了分析.结果表明,处理后信号的Allan方差分析结果中量化噪声和零偏不稳定性等误差系数均减小约50%,从而有效提高了光纤陀螺在振动环境下的输出精度.     

数字通信接收机中载波同步的一种算法

提出数字通信接收机中,由2DPSK调制信号还原基带信号,解决好收发载波同步的一种算法.对中频信号(2DPSK)直接采样后,在DSP(数字信号处理器)中用软件完成正交数字下变频,并从产生的信号中估计出收发载波的频差,并经卡尔曼滤波后再结合数字锁相环可还原基带信号,较好地解决载波同步问题,达到载频捕获范围宽、同步跟踪速度快、环路噪声小的特点.     

基于低中频的无线测距技术

介绍一种方法在低或零中频（IF）的半双工通信环路的距离测量。测距系统测量本地振荡器不同步的两个收发器的之间的距离。通信环路通过解调,重新调节和重新传输已接收的信号提供一个具有相同的载波和调制频率的重传信号作为接收信号。     

基于锁相环的调频脉冲发生器

研究了现代全相参体制脉冲压缩雷达所要求产生的相参的调频脉冲。为此设计了基于锁相环的调频脉冲发生器，其结构包括锁相环路，扫频控制模块和幅度加权模块。在一定的扫频波形下，选取合适的环路参数。基于锁相环的调频脉冲发生器可以灵活地更改脉冲参数，不仅可形成线性调频信号，也可形成非线性调频信号。此方案已在某全相参雷达中得到应用，并测量了输出信号的功率谱，测量结果与计算值相当一致。     

锁相环路工作原理

锁相环路PLL是一个能够跟踪输入信号位相变化,以消除频率误差为目的的闭环自动控制系统,锁相环路PLL主要由鉴相器PD、环路滤波器LF和压控振荡器VCO组成,工作原理主要是频率牵引和位相锁定。PLL在无线电技术的许多领域,如调制与解调、频率合成、数字同步系统等方面得到了广泛的应用,已经成为现代模拟与数字通信系统中不可缺少的基本部件。     

振幅调制-非线性调频信号测量声场的脉冲响应

提出采用振幅调制-非线性调频（AM-NLFM）信号测量声场的脉冲响应，AM—NLFM信号基于相位驻留原理的调制方法．该信号在测量声场脉冲响应时，具有良好的抗系统非线性失真和时变影响的能力，可以降低非周期傅里叶变换时的频谱泄漏，且可以根据任意频谱调制而能保持很低的波峰因数．实测表明该信号可以有效提高脉冲响应测量的速度与精度．该信号也可用于电声系统传递函数的测量中．     

数码率低于10KbPS的双环自适应增量调制系统的研制

本文叙述一种双环自适应增量调制(TLADM)系统。它由一个内环和一个外环组成。内环是线性增量调制(LDM);外环是数字压扩增量调制(DCDM),具有量化阶自适应的功能。这种TLADM是专为移动通信研制的,具有数码率低、电路简单、单一电源、功耗低等特点。对所研制的系统进行了性能测试,在数码率为9.6KbPS时,对于400HZ正弦信号,最大的信号量化噪声比(SNR)_m是18.5dB,SNR>16dB的动态范围>25dB,800HZ正弦信号时的(SNR)_m是17.8dB,SNR>15dB的动态范围>20dB,平均单词可懂度为90％。数码率为8KbPS,400HZ正弦信号时的(SNR)_m为17.7dB,SNR>16dB的动态范围大于22dB,话音可懂。文中进行了理论分析,介绍了测试结果。     

脉宽调制磁记录系统的放音速度控制

在脉宽调制的磁记录模拟系统中,利用载波调频方式设置调频时标,该时标在放音时被检取作为控制的同步信号,可实现放音速度的自动控制。     

支持向量机在数字信号调制识别系统中的应用

在非合作通信系统中，需要在非理想化的信道特性下对接收信号进行调制样式的自动识别．使用了一种以支持向量机作为分类器的方法进行数字信号调制样式的识别．实验结果表明，该调制识别方法在小样本下具有较高的识别率，可以应用在数字信号的调制识别系统中．     

快速高精度BPSK信号载波相位同步算法

提出了一种离散Fourier变换(DFT)和数字锁相环(DPLL)联合的二相相移键控(BPSK)信号载波相位同步算法.该算法采用平方运算和DFT对BPSK信号进行频率粗估计,通过设计数字锁相环快捕带宽,保证频率粗估计作初始频点的数字锁相环直接工作在快捕状态.数字锁相环经过约1个频率周期锁定,提供满足解调性能的精确同步载波信号.仿真表明,算法满足快速高精度载波同步要求,且避免了传统的锁频和锁相环联合算法锁定时间过长的问题.采用全数字结构,算法易于数字信号处理器(DSP)等数字芯片实现.     

基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法

针对电网故障条件下，传统SRF-PLL在进行电网信号同步时存在频率和相位信号检测误差较大的问题，提出了一种基于级联滤波锁相环的电网信号同步方法.在QT1-PLL中，利用级联滤波结构改善系统的滤波性能，并使系统的响应速度得到提升.在锁相环路内增加相位和幅值补偿环节以消除电网频率偏移对锁相结果的影响.仿真和实验结果表明:在电压信号发生20°的相位跳变和4Hz的频率跳变时，可以在1.5个电网周期内实现对频率和相位的准确检测；频率和相位超调量分别为0.5Hz和4°时，满足并网系统快速准确的要求，验证了所提理论的正确性和有效性.