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基于条纹对比度测量的光纤干涉传感解调方法研究

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基于条纹对比度测量的光纤干涉传感解调方法研究

作者：朱子爵华中科技大学

学位级别：硕士

20世纪70年代开始,光纤通信技术迅速发展,光纤传感技术也并驾齐驱,其已被广泛应用于军事国防、航天航空、能源环保、生物传感等各个特定领域。干涉式光纤传感器由于灵敏度较高的优势,成为了光纤传感技术研究中的一大热门。传统干涉解调... 详细信息

20世纪70年代开始,光纤通信技术迅速发展,光纤传感技术也并驾齐驱,其已被广泛应用于军事国防、航天航空、能源环保、生物传感等各个特定领域。干涉式光纤传感器由于灵敏度较高的优势,成为了光纤传感技术研究中的一大热门。传统干涉解调主要利用到的干涉参量包括强度、波长和相位,其在解调过程中容易受到光源功率抖动、参考臂相位漂变、光谱仪波长漂变等问题的影响。考虑到干涉光谱中未被利用到的条纹对比度,本论文提出了一种基于条纹对比度测量的传感解调方法。由于条纹对比度是相对值,其测量不受到光源功率抖动的影响,且所设计的传感器对参考臂相位漂变和光谱仪波长漂变都不敏感。理论分析和实验验证均表明了其可行性及优势。论文的主要创新点和成果如下:(1)基于条纹对比度的测量提出了一种干涉传感解调方法,并给出了传感器的设计方案。该方法利用高双折射光纤(High birefringence fiber,HBF)的双折射效应在双光束干涉中产生偏振拍频效应,将待测物理量调制到条纹对比度上。该方法具有不受光源功率抖动影响、且对参考臂相位漂变和光谱仪波长漂变等因素不敏感的优势。(2)提出一种HBF与布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)级联的传感结构,通过FBG克服条纹对比度测量周期模糊问题,实现大动态测量范围。同时,传感器对应变和温度变化的理论分辨率能达到n?和10℃量级。(3)基于所提出的传感方法设计了一种布拉格光栅-法布里珀罗(Fiber Bragg Grating-Fabry Perot,FBG-FP)传感结构。利用一组低反射率全同FBG搭建FBG-FP腔,并在腔内接入一段HBF,以在干涉中引入偏振拍频效应。该传感器具有高灵敏度和分辨率。

关键词：光纤传感器干涉式解调方法条纹对比度

系统小扰动动态过程中交变电气量幅频调制形成演化机制及解调方法

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系统小扰动动态过程中交变电气量幅频调制形成演化机制及解调方法

作者：吴鹏辉华中科技大学

学位级别：硕士

随着电力系统电力电子装备的大量并网,当今电力系统振荡中电压/电流等交变电气量的振荡形态变得愈加复杂、多样。在系统受扰后发生振荡的动态过程中,设备在端口不平衡功率驱动下调节自身输出的内电势幅值/频率并通过振荡器形成端口交变... 详细信息

随着电力系统电力电子装备的大量并网,当今电力系统振荡中电压/电流等交变电气量的振荡形态变得愈加复杂、多样。在系统受扰后发生振荡的动态过程中,设备在端口不平衡功率驱动下调节自身输出的内电势幅值/频率并通过振荡器形成端口交变内电势进而激励网络产生交变电压/电流,系统中各交变电气量均以其幅值和频率被调制的形式演化。然而,现有系统振荡信号特征分析研究尚未清晰认识到上述交流信号形成和演化的幅频调制机制,因而信号的振荡特征尚未被明确且相应的特征提取方法仍有待探索。为此,本文首先揭示了系统交流信号形成演化的幅频调制机制,据此明确了系统小扰动动态过程初期交流信号的振荡特征,从而提出相应信号特征提取的解调方法及实现该解调方法的解调器结构设计,最后对解调器效果的影响因素进行了相关分析。具体研究内容分为以下几个方面:(1)根据系统基本运行原理明确了交流信号由幅值和频率通过振荡器产生的信号形成基本机制,以及小扰动动态过程初期交流信号按照其幅值和频率稳态工作点上的扰动以一定幅值和频率的复指数形态变化的幅频调制形式的演化机制;从而明确了小扰动动态过程初期交流信号的振荡特征为其幅频调制特征即幅频稳态工作点以及幅频稳态工作点上扰动的幅频。(2)基于交流信号形成演化的幅频调制机制,提出交流信号振荡特征提取的解调方法,并设计了实现该解调方法的解调器结构。幅频调制信号的解调方法应为从信号交流瞬时值出发,确定对应的旋转矢量并获取其瞬时幅值/频率,然后分离其中的稳态幅值/频率及不同形态的振荡分量,最后分别确定各振荡分量对应的旋转矢量从而获取其幅值/频率,从而解调出信号的所有幅频调制特征。(3)提出了解调方法的解调效果评价方法,据此分析了解调器不同参数对解调器适用范围的影响,从而提出了解调器针对不同场景振荡信号时结构参数的整定原则,最后通过仿真与动模实验分析,验证了解调器对实际振荡信号的适用性。

关键词：动态过程幅频调制信号分析振荡特征解调方法

基于DSP Builder的EIT正交序列解调方法与电路设计

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国际生物医学工程杂志 2009年第5期32卷 276-279页

作者：吴右沙洪任超世中国医学科学院北京协和医学院生物医学T程研究所天津300192

目的设计一种用于电阻抗断层成像技术(EIT)测量的正交序列解调电路用以检测被测信号的模量和相位.方法利用DSP Builder,在matlab/simulink中搭建模型文件(.mdl),并利用仿真激励验证方法与设计的正确性和合理性;再用Signal Compiler模... 详细信息

目的设计一种用于电阻抗断层成像技术(EIT)测量的正交序列解调电路用以检测被测信号的模量和相位.方法利用DSP Builder,在matlab/simulink中搭建模型文件(.mdl),并利用仿真激励验证方法与设计的正确性和合理性;再用Signal Compiler模块读取建模文件,生成VHDL文件和工具命令语言脚本,在Quartus Ⅱ中进行综合、适配、仿真和硬件实现.结果仿真和测试结果均表明,所设计的正交序列解调电路能够有效提取被测信号的实部信息和虚部信息,在实验误差允许的范围内能很好满足EIT测量的要求.结论基于DSP Builder的正交序列解调方法与电路设计能够给出EIT实部和虚部信息,为全信息复阻抗测量提供有力的技术支持.

关键词： DSP Builder EIT 正交序列解调方法电路设计 used in circuit design information in matlab/simulink hardware implementation 电阻抗断层成像技术虚部信息解调电路 results 文件工具命令语言仿真复阻抗测量 model synthesis

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F标准16QAM突发信号解调方法探讨

电信技术研究 2005年第6期 41-47页

作者：孙艺男欧海

本文介绍了F标准的16QAM信号的格式，提出了针对F标准16QAM的突发信号的解调方法。如利用2PSK信号的非相干解调实现信号搜索；信号参数估计，包括信号起始位置、信号载频和信号幅度：以及QAM信号解调等。

关键词： 16QAM 信号解调方法探讨标准信号参数估计非相干解调 PSK信号 AM信号解调方法突发信号信号搜索起始位置信号幅度

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光纤光栅流量传感解调方法综述

可编程控制器与工厂自动化（PLC FA） 2008年第11期 35-36,34页

作者：崔海朋中国石油大学(华东)信息与控制工程学院

本文综述了目前国内外基于FBG的流量传感器的解调方法,并讨论了它们的特点。信号解调是光纤光栅流量检测系统实用化所面临的最大难题,其核心问题在于设计高精度、低成本的波长检测方案。指出由于光纤的本征属性,如质轻、径细、柔韧、化... 详细信息

本文综述了目前国内外基于FBG的流量传感器的解调方法,并讨论了它们的特点。信号解调是光纤光栅流量检测系统实用化所面临的最大难题,其核心问题在于设计高精度、低成本的波长检测方案。指出由于光纤的本征属性,如质轻、径细、柔韧、化学稳定、耐高温、抗电磁干扰等,同时光纤光栅又具有高灵敏、高精度、自参考性、可集成性、温敏和压敏特性、且感应信息用波长编码,有很高的可靠性和稳定性,因此在流量的测量中光纤光栅将会发挥越来越重要的作用。

关键词：光纤光栅解调方法流量综述传感抗电磁干扰相位掩模光敏光纤

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一种新的用于数字移动通信的解调方法

世界电信 1993年第2期6卷 50-51页

作者：宋彤

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光纤光栅传感器的解调方法的研究

自动化与仪器仪表 2004年第5期 11-14页

作者：胡勇勤武汉理工大学光纤传感技术国家重点工业性试验基地湖北武汉430070

本文论述了光纤光栅传感系统的解调方法。首先本文论述了光栅传感系统的解调趋势,然后理论分析了光纤光栅的传感原理。接着从3个方面介绍了传感系统的信号解调技术,即滤波溶调技术,可调窄带解调技术和色散解调技术,并对以上各种解调技... 详细信息

本文论述了光纤光栅传感系统的解调方法。首先本文论述了光栅传感系统的解调趋势,然后理论分析了光纤光栅的传感原理。接着从3个方面介绍了传感系统的信号解调技术,即滤波溶调技术,可调窄带解调技术和色散解调技术,并对以上各种解调技术的优点和缺点进行了论述,并提出一较有前景的解调方法。

关键词：解调技术光纤光栅传感器解调方法信号解调色散传感系统窄带传感原理滤波优点

AEO解调方法及在滚动轴承故障诊断中的应用

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噪声与振动控制 2017年第3期37卷 151-155页

作者：程军圣向天尧杨兴凯杨宇湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

针对希尔伯特变换与传统能量算子解调方法的缺点,提出一种新的解调方法——解析能量算子(Analytic Energy Operator,AEO)解调。仿真信号分析结果表明,相对于希尔伯特变换与传统能量算子解调,解析能量算子解调方法具有较高的解调精度。... 详细信息

针对希尔伯特变换与传统能量算子解调方法的缺点,提出一种新的解调方法——解析能量算子(Analytic Energy Operator,AEO)解调。仿真信号分析结果表明,相对于希尔伯特变换与传统能量算子解调,解析能量算子解调方法具有较高的解调精度。基于解析能量算子解调,又提出基于AEO能量谱的滚动轴承故障诊断方法,对滚动轴承仿真和实验信号进行分析,与其它方法的对比结果表明所提出方法的有效性和优越性。

关键词：振动与波解调方法解析能量算子滚动轴承故障诊断

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高码率DQPSK遥测信号解调方法研究

无线通信技术 2004年第3期13卷 17-20,25页

作者：高强杨文革袁嗣杰装备指挥技术学院测控工程研究中心北京101416

本文根据高码速率 DQPSK遥测信号的特点 ,介绍了一种通过数字瞬时测频来完成对高码速率 DQPSK信号解调的方法。该方法算法简单 ,处理速度快 ,误码率低 ,能够有效地抑制多普勒频率对解调的影响 ,便于数字信号处理芯片硬件实现。

关键词： DQPSK 误码率信号解调多普勒频率解调方法硬件实现数字信号处理芯片处理速度遥测信号仿真结果