光纤光栅线阵探测器解调系统信号失真分析-激光与红外.PDF

第４４卷　 第１０期　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ４４，Ｎｏ１０ 　 ２０１４年１０月　　　 　 　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｏｃｔｏｂｅｒ，２０１４ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１４）１０１１１９０４ ·光电技术与系统· 光纤光栅线阵探测器解调系统信号失真分析 刘　锋，祝连庆，娄小平，骆　飞 （北京信息科技大学，光电信息与仪器北京市工程研究中心，光电测试技术北京市重点实验室，北京 １００１９２） 摘　要：针对光纤光栅线阵探测器高速解调中的信号失真及补偿展开研究。首先对线阵探测 器信号采集系统进行分析，推导并建立了系统传递函数，然后对解调信号失真的机理进行研 究。结果表明，系统传递函数由两部分组成，一部分为与采样相关的系统增益，另一部分为积 分环节及充电复位开关引起的频变干扰。需要对光电转换过程进行数字信号补偿，以提高系 统的信号分析带宽。 关键词：线阵探测器；曝光时间；信号补偿 中图分类号：ＴＮ２５３　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１５０７８．２０１４．１０．０１１ Ｓｉｇｎａｌｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ ＬＩＵＦｅｎｇ，ＺＨＵＬｉａｎｑｉｎｇ，ＬＯＵＸｉａｏｐｉｎｇ，ＬＵＯＦｅｉ （ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， ＢｅｉｊｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ， ＢｅｉｊｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９２，Ｃｈｉｎａ；） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｈｉｇｈｓｐｅｅｄｆｉｂｅｒＢｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｌｉｎｅａｒｉｍａｇｅｓｅｎｓｏｒｓ，ｉｔｓｓｉｇ ｎａｌｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎａｒｅｓｔｕｄｉｅｄＦｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｓｉｇｎａｌａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｌｉｎｅａｒｉｍａｇｅｓｅｎｓｏｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄ， ａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｄｅｒｉｖｅｄａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄＴｈｅｎｔｈｅｓｉｇｎａｌｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓｓｔｕｄｉｅｄＲｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｗｏｐａｒｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍｇａｉｎｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｓａｍｐｌｅｍｅｃｈａ ｎｉｓｍａｎｄｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｐｅｎｄｅｎｔｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｒｅｓｅｔｓｗｉｔｃｈＴｈｅ ｓｙｓｔｅｍｓｉｇｎａｌｂａｎｄｗｉｄｔｈｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｓｉｇｎａｌｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｎｅａｒｉｍａｇｅｓｅｎｓｏｒｓ；ｅｘｐｏｓｕｒｅｔｉｍｅ；ｓｉｇｎａｌｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ １　引　言 对多个光纤光栅并行同时解调，并兼顾速度与精度， 光纤光栅传感器体积小、电绝缘、易于多参量融 成为当前光纤光