分布式光纤光栅传感系统微弱信号高效检测与电路设计

本文档深入探讨了分布式光纤光栅传感系统中微弱信号检测的研究，发表于2013年的西安理工大学学报。作者王亚萍、胡辽林和张卫超针对在复杂环境和长距离传输中常见的微弱信号问题，设计了一套创新的光电检测和处理电路。该电路结构主要包括： 1. 前置放大器：电路采用差分输入设计，旨在提高信号的抗干扰能力和信噪比。前置放大器具备调零输出功能，能有效地抑制背景噪声，确保微弱信号的精确捕捉。 2. 二级可调放大器：电路采用放大倍数可调的设计，可以根据实际需求调整增益，进一步放大微弱的光信号，增强其强度，使得后续处理更为有效。 3. 低通滤波：为了防止高频噪声对信号的干扰，电路采用了低通滤波技术，只允许频率在特定范围内的信号通过，保持信号的纯净度。 4. 电源转换与保护：电路设计考虑到了电源稳定性和保护措施，确保微弱光信号的稳定传输，同时也对电源波动进行防护，防止对检测系统造成损害。 5. 滤波和数据采集：对检测到的信号进行必要的滤波处理，以进一步去除噪声，然后通过数据采集电路将信号转化为数字信号，便于后续的分析和处理。 作者利用Multisim软件进行了仿真测试，结果显示，该检测电路能够在nW级（纳瓦特）的光信号水平下正常工作，显示出极高的灵敏度和良好的线性响应特性，这意味着即使是最微弱的光信号变化也能被准确地检测出来。此外，电路的抗干扰性能也得到了验证，能在各种复杂环境中稳定工作，对于分布式光纤光栅传感系统的应用具有重要意义。 这篇论文为分布式光纤光栅传感系统中微弱信号的高效检测提供了一种实用且有效的解决方案，对提升光纤光栅传感技术的性能和可靠性具有重要的理论和技术价值。