聲光調(diào)制光纖傳感系統(tǒng)的信號(hào)解調(diào)研究.pdf

1、光纖傳感技術(shù)在現(xiàn)代智能化物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用廣泛。本文結(jié)合項(xiàng)目“聲光調(diào)制光纖傳感系統(tǒng)的研究”，以實(shí)現(xiàn)干涉信號(hào)解調(diào)為目的，針對(duì)馬赫曾德?tīng)柛缮鎯x輸出的干涉信號(hào)，對(duì)其解調(diào)方法進(jìn)行了深入的理論研究和仿真實(shí)驗(yàn)，主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?、欧治隽笋R赫-曾德?tīng)柛缮鎯x的結(jié)構(gòu)及輸出信號(hào)的頻譜，并據(jù)此確定了系統(tǒng)的采樣頻率及載波頻率。
　?、粕钊胙芯苛讼辔簧奢d波法的基本理論。根據(jù)微分交叉相乘的原理，利用Labview軟件，編程實(shí)現(xiàn)了對(duì)馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x輸

2、出信號(hào)的解調(diào)。仿真分析了該解調(diào)方法的特性，結(jié)果表明當(dāng)信號(hào)頻率固定時(shí)，動(dòng)態(tài)范圍主要受限于載波頻率，當(dāng)載波頻率為60KHz，輸入信號(hào)頻率為1KHz時(shí)，在1～30rad的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)，解調(diào)相似度可達(dá)99％。輸入信號(hào)幅度為1rad時(shí)，可解調(diào)的頻率范圍為500～10KHz。隨著信號(hào)頻率及幅度的增加，解調(diào)效果變差。
　?、欠治隽讼辔簧奢d波反正切解調(diào)方法原理及該方法使用受限的原因。針對(duì)導(dǎo)致該方法解調(diào)為非線性解調(diào)的兩個(gè)因素，系數(shù)J1(C)/J2(

3、C)及反正切函數(shù)特性，對(duì)反正切方法進(jìn)行了改進(jìn)，使其調(diào)制深度范圍增加。利用Labview軟件，編程實(shí)現(xiàn)了對(duì)干涉信號(hào)的解調(diào)。經(jīng)仿真分析得出，該方法適用于低頻(1～50Hz)小信號(hào)(0～pi/4)的解調(diào)，在此范圍之內(nèi)，解調(diào)相關(guān)性可達(dá)0.99以上，超出這個(gè)范圍，則解調(diào)嚴(yán)重失真。雖然該方法的使用具有一定的限制，但是由于解調(diào)過(guò)程中沒(méi)有積分過(guò)程，不會(huì)引入直流漂移，對(duì)低頻小信號(hào)的解調(diào)效果要優(yōu)于微分交叉相乘法。
　?、确治隽嘶?×3耦合器解調(diào)法的

4、原理。針對(duì)三路輸入信號(hào)非對(duì)稱的情況，提出了前期信號(hào)處理方法，以達(dá)到三路輸入信號(hào)對(duì)稱的條件。利用Labview軟件對(duì)該方法進(jìn)行了仿真分析。該解調(diào)方法的動(dòng)態(tài)范圍主要受限于系統(tǒng)采樣頻率。采樣頻率為1000KHz，輸入信號(hào)為1KHz的情況下，解調(diào)動(dòng)態(tài)范圍在190rad內(nèi)，相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.99以上。隨著信號(hào)頻率的增加，解調(diào)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍減小;輸入信號(hào)幅值為10rad時(shí)，系統(tǒng)可解調(diào)的信號(hào)頻率范圍是250Hz～19KHz，在此頻率范圍內(nèi)，輸入、輸出信