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目录 第1章 绪论 1.3 课题的意义及主要研究内容 第2章 相位载波零差解调技术的理论基础 第2章 相位载波零差解调技术的理论基础 第3章 相位载波调制解调数学分析和仿真研究 第3章 相位载波调制解调数学分析和仿真研究 第3章 相位载波调制解调数学分析和仿真研究 第3章 相位载波调制解调数学分析和仿真研究 第3章 相位载波调制解调数学分析和仿真研究 第3章 相位载波调制解调数学分析和仿真研究 第3章 相位载波调制解调数学分析和仿真研究 第3章 相位载波调制解调数学分析和仿真研究 第3章 相位载波调制解调数学分析和仿真研究 第3章 相位载波调制解调数学分析和仿真研究 第4章 光源特性参数的选择原则 第4章 光源特性参数的选择原则 第4章 光源特性参数的选择原则 结论 HAERBIN ENGINEERING UNIVERSITY 论文题目:光纤传感器相位载波调制解调方案研究 指导教师：张雅彬 副教授 班级学生：严书 学号：2008082224 1 绪论 2 2 3 4 相位载波零差解调技术的理论基础 相位载波调制解调方案的数学分析和仿真研究 光源特性参数的选择原则 3. 课题的意义及主要研究内容 1. 光纤传感器的基本概念 2. 光纤水听器产生的背景及国内外研究动态 虽然光纤水听器应用广泛，但实用化需要解决许多问题。本次课题主要针对干涉型光纤传感器的信号解调技术进行研究。 外调制 内调制 解调 解调 研究重点 1. 光纤相位调制机理 光通过长度为L光纤后，出射光波的相位延迟为： n：光纤纤芯折射率 l：光纤长度，m v：光频，Hz c：真空中光速，m/s 式中： 2.干涉型光纤传感器的结构 图2.1 Mach-zehnder干涉仪结构图 光电检测器PIN处的光强为： 声压 → 弹性体形变 → 光纤应变 → 光程变化(nl) →光相位变化 →光强变化→光电流变化→电压变化。 耦合进入光纤的光强 K：干涉条纹的可见度 光波经信号臂传输的相位延 光波经参考臂传输的相位延时 用PZT实现的（外调制）PGC原理图 干涉仪输出功率： 直接调制光源（内调制）的PGC原理图 干涉仪输出功率: 光源激励信号： 1.用PZT实现（外调制）PGC方案仿真研究 干涉仪输出功率： 干涉仪输出信号波形 解调输入波形（上）和输出波形（下） 其中：A=1 B=1 G=1 H=1 C=2.37 D=1 =1kHz =60kHz 一倍频混乘低通输出波形 二倍频混乘低通输出波形 一倍频微分输出波形 二倍频微分输出波形 一倍频交叉输出波形 二倍频交叉输出波形 2.直接调制光源（内调制）PGC方案仿真研究 干涉仪输出功率: 2.1 调制系数m不变时Simulink仿真结果 其中A=1 B=1 G=1 H=1 C=2.37 D=1 fs=1kHz fo=60kHz m=0.1 干涉仪输出信号波形 解调输入波形（上）和输出波形（下） 一倍频混乘低通输出波形 二倍频混乘低通输出波形 一倍频微分输出波形 二倍频微分输出波形 一倍频交叉输出波形 二倍频交叉输出波形 2.2 调制系数m改变时Simulink仿真结果 m=0.1 m=0.3 m=0.5 m=0.7 m=0.9 m=1 其中A=1 B=1 G=1 H=1 C=2.37 D=1 fs=1kHz fo=60kHz 0.0148 0.0103 0.0066 0.0037 0.0016 0.004 0.3 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 m 调幅系数m对解调后的信号幅度的影响 注：c=2.37 rad时 输出信号： 1. 载波频率对解调效果的影响 其中A=1 B=1 G=1 H=1 C=2.37 fs=1kHz D=1 m=0.1 fo=60kHz fo=40kHz fo=30kHz fo=20kHz fo=15kHz 2. 信号幅度对解调效果的影响 其中A=1 B=1 G=1 H=1 C=2.37 fs=1000Hz m=0.1 fo=60000Hz D=1 D=10 D=20 D=30 1.在实际应用过程中，直接调制光源（内调制）的PGC调制解调方案优于用PZT实现（外调制）的PGC调制解调方案。 2.虽然直接调制光源的PGC解调方案存在光源功率不稳定，但是经过改进解调电路，可以很好的消除光源功率不稳定对解调效果的影响。 3.在直接调制光源的PGC解调方案的选择光源的特性参数过