基于DFB激光器的振动传感系统改进PGC解调算法

相位生成载波(Phase Generated Carrier,PGC)解调算法是目前光纤干涉传感领域中重要的解调算法。针对目前PGC解调算法中光强扰动和调制深度影响信号解调准确度的问题,提出了一种改进的PGC解调算法(PGC-Ameliorated),并搭建了基于分布反馈(Distributed Feedback,DFB)激光器的振动传感系统进行实验验证。实验结果表明,当被测振动信号的频率为800Hz时,该算法信噪比为57dB,优于微分交叉相乘(Differential and Cross Multiplying,DCM)算法和反正切(Arctan)算法近20dB。在不同光强下,该算法解调信号幅值波动范围在±0.02rad;在不同调制深度下,该算法总谐波失真最小为0.61%,信纳比最大为25.9dB,相比于DCM算法和Arctan算法具有更低的总谐波失真和更高的信纳比。

干涉型光纤水听器PGC解调的参数估计方法

对于干涉型光纤水听器外调制式相位生成载波(PGC)解调方案,光干涉强度和调制深度两个参数的波动会影响解调结果。为了消除影响,本文提出利用椭圆曲线拟合以及频域搜索的参数估计方法。根据理论分析,当调制深度在[0,3.83]区间内两种方法有效,可以适应实际情况中调制深度缓慢且小范围波动的情况。为了分析验证两种方法,本文利用不同类型的待测信号进行了数值仿真,根据仿真结果,在声信号引起的相位较大的情况下,两种方法都能对参数进行正确估计;利用频域搜索的方法适用的动态范围更大;当相关参数缓慢波动时,频域搜索法能正确跟踪估计相关参数。

基于FPGA的光纤水听器PGC解调算法实现

针对干涉型光纤水听器信号的PGC(Phase Generated Carrier,相位产生载波)数字化调制解调原理,提出一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)的实现方案。相比基于DSP的实现方案,该方案可将处理系统的采样率提高1-2个量级,从而大大提高可处理水声信号的上限频率,提高系统的抗混叠能力。

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、输出信号频谱分析入手,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.

光纤管道泄漏检测系统PGC解调电路设计及实验测试

针对传统PGC解调使用模拟电路制作有电路老化、定位飘移等现象,基于数字化平台来架构干涉式光纤传感器PGC解调,采用相位扰频器改进了PGC解调电路,并对各系统功能模块进行测试分析,最后对PGC解调电路的解调效果进行了试验模拟,模拟结果显示,改进后的PGC电路解调性能良好,经过相位扰频的信号与待测信号的相关系数超过96%,谐波的失真度小于2%,同时相位扰频器能够有效改善PGC解调输出不稳定及失真。

PGC解调光纤传声器技术的讨论

光纤传声器是将声波信号转换成调制的光学信号，并通过光纤传输，再将调制的光信号解调成电信号的一种装置。光纤传声器较之驻极体传声器、硅微电容传声器等有明显的优势：由于在传感探头部分没有电信号的转换．也没有电子电路．因而不会受电磁信号的干扰，可以工作在强电场、强磁场或强射频场环境中。

匹配型迈克尔逊干涉结构中PZT相位调制对PGC解调算法的影响

通过对相位生成载波(PGC)解调算法的仿真以及参考大量相关文献,可以发现调制度C对PGC解调结果有着极其重要的影响。而调制度C的大小由压电陶瓷PZT(Piezoelectric Transducter)对光路实际产生的相位调制决定,因此,对PZT光相位调制器相位调制常数的校准以及实际产生的相位调制计算很重要。其中对于光相位调制器相位调制常数的校准,可以根据PZT的特性,对PZT施加固定频率的三角波电压,观察干涉信号的变化。通过分析匹配型迈克尔逊干涉仪的PZT调制方式,给出计算调制度C的公式,并分析了调制方式对载波调制度大小和相位的影响,得出PZT对光路信号调制两次,与PZT的调制度两次叠加基本相等,但是会对载波基频增加一个固定的相位延迟,对调制解调算算法有影响,需计算其具体大小,在运算时消掉其影响。

基于PGC解调的激光多普勒语音检测系统

提出了一种可实现非接触、远距离、高灵敏度的激光多普勒语音检测系统。该系统采用压电陶瓷(PZT)对迈克尔逊干涉仪的参考信号进行调制,利用相位产生载波法(PGC)对干涉信号解调,提高了零差干涉法的抗干扰性,并且具有光路简单、成本低等优点。推导了干涉信号的解析表达式,数值分析了PGC解调参数的最优值。实验结果表明:该系统能动态测量音频范围内的微弱振动,可较好地还原语音信号。

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PGC解调方案的时分复用光纤传感器阵列采样频率的研究

通过对光纤传感器输出信号频谱和PGC(相位产生载波 )解调方案原理的分析 ,发现并不是所有的光纤传感器输出信号的频率成分都被PGC解调过程所利用 ,并由此确定了时分复用系统中采样频率应满足的最低条件 ,从而为提高阵列复用路数提供了理论依据 ,并通过实验验证了有关结论 .

干涉型光纤水听器PGC解调方案研究

通过对干涉型光纤水听器相位产生载波(PGC)零差检测原理的分析,提出了全数字化解调方案,并给出了由A/D转换器、数字信号处理器、D/A转换器三者申行连接的系统框图。

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(phasegeneratedcarrier简称PGC)的处理方法应用广泛.CCS(codecomposerstudio)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.

混合干涉型分布式光纤传感器PGC信号解调设计与实验分析

对一种基于马赫-曾德尔和萨格纳克混合干涉仪原理的分布式光纤泄漏检测系统调制解调技术进行研究,对PGC解调技术进行理论分析。针对所选泄漏分布式光纤传感特点设计了PGC解调硬件电路,并对PGC解调电路进行了测试。实验中待测信号为0~50kHz,载波频率为300kHz,截止频率为50kHz,移相后与待测信号的相关系数达到0.95,谐波失真小于3%,泄漏源位置为7.865km,泄漏检测定位系统绝对定位误差为235 m,相对定位误差为2.35%。本解调定位系统具有稳定性和抗干扰性。

定点化PGC数字解调算法原理与应用

PGC数字解调系统中,随着采样率的提高和光纤阵列规模的增大,所要处理的数据量成倍增长,计算精度也有更严格的要求。传统数字信号处理系统的浮点处理能力较低,已经不能满足PGC数字解调系统的应用需求。提出了定点化的PGC数字解调算法,并应用于基于龙芯2E处理器的并行信号处理平台。实验证明,该方法在计算精度和处理能力上均满足PGC数字解调系统的应用需求。

干涉型光纤传感器相位载波系统解调能力分析

在光纤干涉型传感解调系统中,针对相位生成载波(PGC,Phase Generated Carrier)解调系统可恢复输入信号能力,提出将卡森准则引入到PGC调相带宽设计领域。结合光纤传感器工程应用中常见的宽频信号激励形式,给出宽带信号解调评价指标,以验证PGC卡森宽带调相带宽估计外推公式的估计准确性和适用性,统一指导PGC系统无失真解调输入信号能力的设计。

光纤水听器信号相位载波解调的集群实现

光纤水听器信号的PGC解调算法是一个较为复杂的过程,随着光纤水听器向大规模阵列方向发展,对信号传输及处理容量提出了越来越高的要求。在LINUX系统中搭建了一个由3台计算机组成的小型集群,并将集群运算应用于光纤水听器信号PGC解调,实验结果表明:该集群系统的性能是单台计算机性能的2倍多,大大提高了信号的处理速度,是未来大规模光纤水听器信号处理的重要选择方案之一。

光纤振动传感器相位解调算法研究综述

介绍了光纤振动传感器的定义及其类别。对相位生成载波(PGC)技术、3×3耦合器解调算法和数字正交解调算法3种光纤振动传感器相位解调算法进行了对比和分析,指出后期相位解调算法仍然有很多改进的方面。最后介绍了未来在实际中有望得到更广泛的应用的情况。

一种改进的光纤水听器3×3耦合器解调算法

3×3耦合器解调方案能有效提高光纤水听器信号解调的动态范围。但由于耦合器分光比的非理想对称性,常规解调方案会引起信号解调误差。文章利用3×3耦合器两路输出信号的利萨如图结合椭圆拟合的方法获取通道参数,完成了3×3耦合器3路输出信号的预处理,有效降低了耦合器分光比差异引起的信号畸变。经测试,光纤水听器两臂光程差5 m、系统采样率500 kHz的条件下,2 kHz处噪声功率谱密度-95 dB/Hz,动态范围124.5 dB,改进后的解调算法降低了对3×3耦合器对称性的要求,符合理论预期。

基于分布反馈激光器的局部放电监测系统研究

电力设备的局部放电监测是发现设备的绝缘缺陷、维护电网安全运行的重要手段。文章基于分布反馈(DFB)激光器线宽窄、噪声低、相干长度长等优点,设计了一种用于局部放电监测的振动传感系统。系统采用粘接在悬臂梁上的DFB激光器作为传感头,利用光纤迈克尔逊干涉仪将DFB激光器波长变化转换为干涉仪的输出光强变化,采用相位生成载波(PGC)算法进行局部放电信号解调。设计并仿真分析了悬臂梁的振动响应特性,得到其一阶谐振频率为876 Hz。研究了迈克尔逊干涉仪臂长差与系统灵敏度的关系。实验选取脉冲点火器作为局部放电源进行放电检测,验证了系统用于局部放电检测的可行性。结果表明,该系统能够检测到800~900 Hz放电信号,灵敏度可达-74.67 dB re rad/Pa。

Michelson型光纤加速度计检测上限的分析研究

动态范围是光纤加速度计的一个很重要的指标,文中重点通过理论分析来确定光纤加速度计动态范围上限值所应满足的条件;与以往只能通过仿真来验证理论分析是否正确不同的是,在这里通过实验结果验证了理论分析结论的正确性;分析结果对工程应用中光纤加速度计检测上限值的确定有一定的实用价值。