光纖地震測量信號解調(diào)系統(tǒng)的若干實用化研究.pdf

1、光纖地震計作為一種新的地震測量手段，具有靈敏度高，抗干擾能力強等優(yōu)點，常用于地震前兆監(jiān)測，礦物勘探，地質(zhì)結(jié)構(gòu)測量等領(lǐng)域。光纖地震計以相位型干涉儀為機理原型，將加速度，速度，位移等物理量等效為干涉儀中的相位變化從而測得實際物理量大小。雖然光纖傳感技術(shù)提出多年而且經(jīng)過許多人的研究與探索，光纖地震計在實際工程化應(yīng)用過程中仍存在一些待解決的問題，比如靜態(tài)工作點設(shè)定，系統(tǒng)工作帶寬等，這些問題在一定程度上制約了光纖地震計的大規(guī)模應(yīng)用與工業(yè)化量產(chǎn)。本

2、文從原理與設(shè)計過程上分析了光纖地震計在實際工程化應(yīng)用中遇到的問題，對某些參數(shù)進行了建模分析，提高了光纖地震計的實用度。主要工作體現(xiàn)在：
　　(1)對當(dāng)前存在的光纖干涉儀相位解調(diào)算法進行了實用化分析，比較了各個算法的優(yōu)缺點以及存在的問題。建模計算了相位載波(PGC)生成算法的工作參數(shù)與靜態(tài)工作點設(shè)定方法，詳細描述了伴生調(diào)幅效應(yīng)，調(diào)制深度偏移，調(diào)相波參數(shù)選取等問題。在計算分析的基礎(chǔ)上，對 PGC算法進行了工作參數(shù)優(yōu)化，包括調(diào)制深度的設(shè)

3、定以及伴生調(diào)幅抑制，提出了一種將3×3耦合器與PGC相結(jié)合的實用化相位解調(diào)算法，有效解決了伴生調(diào)幅與靜態(tài)工作點漂移等問題。
　　(2)設(shè)計制作了相位解調(diào)系統(tǒng)的工作硬件，包括模擬前端電路以及數(shù)字采集解調(diào)電路，分析了電路系統(tǒng)的噪聲，工作帶寬以及電路設(shè)計過程中的實際應(yīng)用問題。深入研究了模擬電路的噪聲因素以及高速數(shù)字電路的信號線鋪設(shè)要求。在制作完成的硬件上設(shè)計編寫了相位解調(diào)算法的工作軟件，包括DPS，F(xiàn)PGA以及上位機部分的軟件編程。實現(xiàn)

4、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)實時顯示，數(shù)據(jù)記錄等功能，操作界面友好，使用簡單。
　　(3)對相位解調(diào)系統(tǒng)進行集成實用一體化樣機制作，將光源與解調(diào)電路封裝入樣機機箱內(nèi)部后，為了增加系統(tǒng)實用化范圍，增加 GPS授時功能與天線防雷設(shè)計，增加電源熱備份工能，增加溫度采集補償處理等功能。
　　(4)利用以上樣機進行光纖地震計數(shù)據(jù)采集與記錄實驗，對系統(tǒng)的相位分辨率以及解調(diào)噪聲做了分析，使用地震計進行多次地震信號測量，得到多組疑似地震數(shù)據(jù)。其中部分