光纤激光水听器PGC全数字实时解调系统设计

"光纤激光水听器的PGC实时全数字解调系统 (2012年)" 这篇论文详细探讨了光纤激光水听器的相位载波零差法（PGC，Phase Generated Carrier）实时全数字解调系统的实现与优化。光纤激光水听器是一种先进的水声传感设备，利用光纤的高灵敏度和长距离传输特性，能够有效地探测水下的声学信号。论文主要关注的是如何在基于麦克尔逊干涉仪的系统中，有效地进行相位载波调制和解调。 PGC方法是光纤激光水听器中的一种重要解调技术，它利用相位变化来检测微小的声压变化。通过将水声信号调制到一个高频载波上，然后通过干涉仪检测相位变化，可以实现对水声信号的高精度测量。然而，论文指出，调制信号和混频信号之间的频差会导致解调结果出现误差，这是一个关键的技术挑战。 作者通过数学推导和仿真研究，深入分析了这一问题，揭示了频差是导致全数字化解调错误的主要原因之一。为了解决这个问题，他们提出了一种可行的解决方案，即在1MHz的采样频率下，利用数字信号处理器（DSP，Digital Signal Processor）实现PGC的全数字实时解调。这种高采样率确保了对快速变化的水声信号的精确捕捉和处理。 实验证明，采用该系统对800Hz的低频水声信号进行解调时，解调后的信号波形质量良好，这证明了所提出的解调方案的有效性。800Hz处于水声波段的低频部分，对于探测水下活动，如船只、潜艇的声纳信号，或者海洋生物的声学行为等，具有重要的应用价值。 该研究不仅展示了PGC解调技术在光纤激光水听器中的实际应用，还为提高水声传感系统的性能提供了理论基础和实践经验。使用DSP进行实时解调，不仅提高了系统的响应速度，还降低了对硬件复杂性的需求，这对于实际的水下监测系统来说是一个重要的进步。 关键词：光纤激光水听器、水声传感、相位生成载波、DSP、全数字化解调 中图分类号：TN253 文献标志码：A 文章编号：1009-3486（2012）01-0097-04 此论文对于理解光纤激光水听器的工作原理，以及在实际应用中优化其解调性能具有重要的参考价值，对于从事水声工程、光纤传感技术以及信号处理领域的研究人员来说，是一份极具价值的资源。