干涉型光纤水听器PGC解调方案的研究

光纤水听器是一种建立在光纤、光电子技术上的水下声信号传感器，它通过高灵敏度的光纤相干检测，将水声信号转换成光信号，通过光纤传送至信号处理系统提取声信号信息．针对干涉型光纤水听器PGC解调方案作了研究，并通过模数混合的PGC解调完成了对声信号的检测．     

基于CCS的干涉型光纤水听器PGC解调方法研究

在干涉型光纤水听器的信号检测处理技术中，相位产生载波(phase generated carrier简称PGC)的处理方法应用广泛，CCS(code composer studio)是TI公司推出的开发TMS320系列DSP软件的集成开发环境(IDE)，通过对基于CCS的PGC解调技术理论和仿真分析，说明PGC数字化处理的可行性，并在硬件调试中得到了验证。     

PGC解调光纤水听器系统低通滤波器频率特性的分析与研究

在PGC解调光纤水听器系统中,低通滤波是一个非常重要的环节,该文从PGC解调原理和低通滤波器（LPF）输入、输出信号频谱分析人手,对低通滤波器的频率特性（幅频特性、相频特性）进行研究,结合仿真实验证明了低通滤波器锐截止特性和线性相位的必要性,并提出一种对截止频率进行优化设置的新方法,利用该方法选取截止频率,可以使PGC解调系统获得更大的动态范围．     

可应用于航天测量的传感器PGC解调关键参数误差分析

干涉型光纤传感器在军用探测、航空航天等许多领域都有广泛的应用前景.直接调制光源频率(Frequency Modulation,FM)的相位生成载波(Phase Generated Carrier demodulation,PGC)解调方法成为干涉型光纤系统的重要解调方法之一.FM调频深度、一倍载波信号相位延迟、二倍载波信号相位延迟等关键参数均会对系统性能造成不利影响.本文从解调结果线性度和谐波抑制比(Harmonic Suppression Ratio,HSR)两方面分析了关键参数误差对解调结果性能的影响.分析表明调制深度C对参数误差的贡献最大,是影响解调性能的主要因子.相对而言,一倍/二倍载波信号相位延迟对解调结果性能影响较小.PGC解调结果线性度和谐波抑制比均受调制深度、载波信号相位延迟等的影响.参数误差每增加一倍,谐波抑制比约下降6dB.     

一种基于COSTAS环的光纤地震计解调算法

光纤地震计作为一种新的地震监测手段,具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点。传统的干涉型光纤地震计使用相位生成载波(PGC)算法作为相位解调方法,该算法结构简单,但是由于该算法为开环检测算法,在系统静态相位发生很大变化时,将会出现较大的谐波失真,同时导致解调结果不准确。COSTAS环是无线通信载波同步过程中的一种闭环反馈结构,文中将COSTAS环作为PGC算法的反馈环路,通过2个正交分量对干涉信号进行锁相,可以校正地震计系统自身相移,该算法有效地降低解调结果谐波失真度。     

微型光纤加速度计系统研究

光纤加速度计作为新型光纤传感器的一种,在高精度测量领域中有着不可替代的作用.实现光纤加速度计信号的解调,对于进一步提高传感器测量精度以及实用化都有着重要的意义.光源调频相位生成载波技术(PGC)常用于干涉型光纤传感器的信号解调,为了实现整个光纤传感系统的小型化,提高数据处理速度和解调精度,设计制作了应用于盘式光纤加速度计数字解调系统,系统以DSP和FPGA数字系统作为解调硬件电路的核心,实现对微型盘式光纤Michelson干涉仪相位信号检测.实验结果表明,微型盘式光纤加速度测量系统对微小振动信号检测有着很高的灵敏度,是高精度测量领域中的一个重要研究方向.     

直流漂移对PGC解调结果的影响

在实际的相位生成载波（简称PGC）解调输出中，直流漂移会使解调结果产生失真．为此，对其影响进行了理论分析，并对分析的结论进行了仿真验证，研究了实际数字化实现PGC解调原理中消除这种影响的方法．结果证明，用软件算法和硬件高通滤波电路都可以有效地降低直流漂移的影响．     

光纤传感器PGC数字化解调去除趋势项研究

相位生成载波(PGC)调制解调是干涉型光纤传感器研制中较为常用的检测方案,而趋势项效应是包含积分环节的PGC数字化解调中无法避免的问题.在讨论了PGC数字化解调中产生趋势项原因的基础上,将最小二乘曲线拟合法应用到积分数据的修正中.通过仿真验证了该方法在解调中所起到的去除趋势项的作用,为工程实践提供了依据.     

基于LabVIEW的光纤加速度计解调系统的研究

GC（相位生成载波）的零差解凋技术常用于十涉型光纤传感器的信号解调，然而由于模拟电路的电子元件之间存在阻抗不匹配、过载和温度漂移等问题，因此解调系统不能达到最佳性能．该文介绍了基于虚拟仪器技术的光纤加速度计系统．与传统的硬件设计相比，此方法能够克服模拟电路引入的噪声和元器件之问不匹配问题．在虚拟仪器环境下实现信号的采集、冠示以及数据处理和相位调制，更具有可行性．     

一种光源调频的相位生成载波的反正切解调方法

提出了一种将激光光源进行AD转换并与干涉信号相除以消除伴生调幅的相位生成载波的数字化解调方案,对消除伴生调幅后的信号进行了反正切PGC算法和微分交叉相乘PGC-DCM算法的对比研究,仿真实验表明:反正切PGC可以检测到更低频率的信号,而且算法耗时低,具有更高的实时性.     

干涉型光纤温度传感器及其自动检测

本文介绍了一种利用马赫—曾德尔干涉原理,用两条单模保偏光纤构成的温度传感器,并设计了由一对光纤束和TP801单板机组成的干涉条纹光电自动检测系统。     

多相体系中固含率的水听器检测

通过水听器检测技术,结合偏最小二乘法(PLS)分析,实现了对气液固三相搅拌釜内固含率的检测.通过对水听器信号的特征分析得出了固体运动的特征频段,发现PLS建模方法能够从物理意义上反映固体运动的特征频段,并建立了PLS回归模型的固含率.结果表明,模型所得固含率预测值与真实值的相关系数大于0.89,平均相对误差小于1.02％,预测均方差小于1.73％,具有较好的预测效果.     

F-P腔光纤传感器研究

讨论了本研究小组有关F-P腔光纤干涉型传感器多参数测量的研究进展。在单模光纤与薄膜或空气间隙等构成的法布里-珀罗腔结构基础上,分别发展出基于F-P腔干涉和基于F-P腔调制菲涅尔反射的温度、液体和固体折射率光纤传感器。理论分析和实验均证明,温度的变化可转化为干涉光谱波峰或波谷中心波长的偏移测量,通过干涉光谱的条纹反衬度可解调出液体或固体折射率。光纤干涉型传感技术可拓展其它功能,是高端领域传感测量的发展方向。     

混凝土结构内部应变光纤检测试验研究

简要介绍了一种基于光纤白光Michelson干涉仪原理的光纤应变传感器和测量混凝土内部应变的原理,并采用Michelson光纤白光应变测量干涉系统,利用新型光纤传感探头,对混凝土内部的一维应变状态进行了测量,给出了混凝土试件单轴力学实验结果并与Instron8506液压伺服材料实验机得到的结果进行了比较和分析.试验显示当荷载在极限荷载的80%以前为线性阶段,线性范围内光纤传感器与Instron8506测量结果大体符合,说明线性区间应力应变内部状态与外部是一致的.试验结果表明,这种新型光纤传感器显示了良好的传感性能,能够监测混凝土内部应变状态,发挥出成活率高、绝对值测量和寿命长等优势.     

基于矢量水听器的噪声声强测量技术

介绍了矢量水听器的测量模型及噪声声强测量原理。针对在消声水池对矢量水听器测量系统和传统声压水听器测量系统进行的比对测量,检测了系统的整体测试性能,分析比较了各自获得的信噪比情况,验证了矢量水听器测量系统的无指向性特性。水池试验表明,矢量水听器测量系统能量著抑制各向同性噪声,提高测量系统信噪比,可用于低噪声舰船辐射噪声的测量。     

基于光通信的语音传输系统的设计

光纤语音传输是以光波为信息载体,以光纤为传输媒介的一种新型通信方式。提出了一种基于光通信语音传输系统的设计方案,该设计以光纤通信技术为核心,进行语音传输系统中音频信号产生、话路滤波、音频放大、数据采集单元的电路设计。提供了系统各个组成单元的优化选择以及最终的设计方法。