干涉型光纤传感器与PGC解调技术在物联网中的应用研究
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更新于2024-07-02
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"物联网-智慧传输-干涉型光纤传感器及PGC解调技术研究"
本文深入探讨了物联网领域中智慧传输的重要技术——干涉型光纤传感器及其相位生成载波(PGC)解调技术。光纤传感技术是现代科技的前沿领域,因其独特的性能优势如高灵敏度、强抗电磁干扰能力、宽动态范围以及灵活的结构设计,广泛应用在军事、地质勘探、环境监控和地震预警等多个领域。其中,干涉型光纤传感器是关键技术之一,它的核心在于能够精确地感知微小变化。
文章首先对光纤传感技术的发展现状进行了概述,特别提到了几种常见的干涉型光纤传感器结构,如Michelson、Sagnac和Mach-Zehnder等。此外,还详细介绍了各种干涉型光纤传感器的解调技术,包括PGC解调法。PGC解调技术是一种被动零差解调技术,它能有效抵消相位漂移带来的影响,从而提高测量的稳定性和精度。
在深入分析PGC解调技术时,论文详述了PGC的调制原理,解析了其算法细节和关键参数选择策略。同时,对几种优化的PGC算法进行了原理性介绍,以提升解调性能。
接下来,文章提出了干涉型光纤传感器的整体设计方案,包括光电转换部分的预处理电路和PGC解调算法的软件实现方案。选择数字信号处理器(DSP)作为PGC数字化解调平台,并详细规划了DSP内存空间分配和算法的软件流程图。
在研究改进算法部分,文章创新性地提出了两种PGC算法优化策略。一种是结合基频混频的PGC改进算法,解决了小信号处理问题,减少了硬件需求,降低了系统内存占用和最低采样频率。另一种是针对伴生调幅影响的消除方法,通过利用干涉信号的谐波分量,有效地减少了伴生调幅对解调结果的干扰,同时优化了内存占用和采样频率。
最后,文章通过实验验证了系统设计方案的有效性,构建了Math-Zehnder干涉结构进行光路干涉和外调制实验,对光电预处理模块的各个组件进行了测试与分析。
这篇研究详细探讨了物联网智慧传输中干涉型光纤传感器的PGC解调技术,不仅涵盖了基础理论,还提出了创新的优化算法,并通过实验进行了验证,为实际应用提供了重要的理论和技术支持。
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2022-07-13 上传
2021-09-04 上传
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