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Fiber Bragg Grating Sensor Array System Based on Digital Phase Generated Carrier Demodulation and Reference Compensation Method 被引量:2
1
作者 Jun He Fang Li Hao Xiao Yu-Liang Liu 《Journal of Electronic Science and Technology of China》 2008年第4期389-392,共4页
A novel fiber Bragg grating (FBG) sensor array system based on digital phase generated carrier (PGC) demodulation and reference compensation method is proposed and set up. Experimental results confirm that the dig... A novel fiber Bragg grating (FBG) sensor array system based on digital phase generated carrier (PGC) demodulation and reference compensation method is proposed and set up. Experimental results confirm that the digital PGC demodulation can be used for wavelength-division-multiplexed FBG sensor array and the reference compensation method can reduce the environmental interference by approximately 40 dB in the frequency range from 20 Hz to 2 kHz. The minimum detectable wavelength-shift of the sensor system is 1 × 10^-3 pm/Hz^1/2. 展开更多
关键词 Fiber Bragg grating (FBG) sensor phase generated carrier pgc reference compensation method wavelength division multiplexing.
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基于PGC光纤传感器的全数字化解调设计与分析 被引量:4
2
作者 朱俊 王强 +2 位作者 翟永军 沈海滨 谷小红 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第7期116-119,共4页
介绍了一种基于Mach-Zehnder和Sagnac混合干涉型分布式光纤传感器的相位产生载波(PGC)全数字化解调系统。针对GD32F103信号算法处理芯片,进行了PGC数字解调系统的设计,对系统性能进行了分析,最后与模拟解调效果进行了性能对比分析。实... 介绍了一种基于Mach-Zehnder和Sagnac混合干涉型分布式光纤传感器的相位产生载波(PGC)全数字化解调系统。针对GD32F103信号算法处理芯片,进行了PGC数字解调系统的设计,对系统性能进行了分析,最后与模拟解调效果进行了性能对比分析。实验待测信号为0~50 kHz,理想情况下管道泄漏点距离法拉第旋转镜距离为8 045 m,实际情况下距离为8 188.7 m,绝对误差为143.7 m,相对误差为1.75%。本数字系统具有良好的稳定性和较高的定位精度。 展开更多
关键词 分布式光纤 模拟解调 相位产生载波数字解调 泄漏点
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匹配型迈克尔逊干涉结构中PZT相位调制对PGC解调算法的影响 被引量:1
3
作者 王夏霄 刘旭 +2 位作者 于佳 王婷婷 马福 《激光杂志》 北大核心 2020年第3期17-20,共4页
通过对相位生成载波(PGC)解调算法的仿真以及参考大量相关文献,可以发现调制度C对PGC解调结果有着极其重要的影响。而调制度C的大小由压电陶瓷PZT(Piezoelectric Transducter)对光路实际产生的相位调制决定,因此,对PZT光相位调制器相位... 通过对相位生成载波(PGC)解调算法的仿真以及参考大量相关文献,可以发现调制度C对PGC解调结果有着极其重要的影响。而调制度C的大小由压电陶瓷PZT(Piezoelectric Transducter)对光路实际产生的相位调制决定,因此,对PZT光相位调制器相位调制常数的校准以及实际产生的相位调制计算很重要。其中对于光相位调制器相位调制常数的校准,可以根据PZT的特性,对PZT施加固定频率的三角波电压,观察干涉信号的变化。通过分析匹配型迈克尔逊干涉仪的PZT调制方式,给出计算调制度C的公式,并分析了调制方式对载波调制度大小和相位的影响,得出PZT对光路信号调制两次,与PZT的调制度两次叠加基本相等,但是会对载波基频增加一个固定的相位延迟,对调制解调算算法有影响,需计算其具体大小,在运算时消掉其影响。 展开更多
关键词 干涉仪 相位生成载波 pgc解调 压电陶瓷 载波相位延迟
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干涉型光纤水听器PGC零差解调技术研究与实现 被引量:3
4
作者 周波 李绪友 郝燕玲 《光学仪器》 2004年第3期32-37,共6页
通过严密的数学推导,对直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术进行了研究。在这一思想的指导下完成了相位载波(PGC)检测电路的硬件设计,给出了实验结果。
关键词 干涉型光纤水听器 相位载波 零差解调技术 光源调制
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基于LabVIEW的PGC零差检测技术研究 被引量:2
5
作者 叶有祥 周盛华 《光学仪器》 2018年第1期19-23,共5页
相位生成载波(PGC)调制和解调技术是干涉型光纤传感器领域非常重要的信号处理技术。简要说明了相位生成载波的调制和解调原理,结合具体的公式推导过程对PGC-DCM解调算法和PGC-Arctan解调算法进行了详细的理论分析。利用LabVIEW软件编写... 相位生成载波(PGC)调制和解调技术是干涉型光纤传感器领域非常重要的信号处理技术。简要说明了相位生成载波的调制和解调原理,结合具体的公式推导过程对PGC-DCM解调算法和PGC-Arctan解调算法进行了详细的理论分析。利用LabVIEW软件编写了两种PGC解调过程的仿真程序,实现了对被测信号的解调。对比分析了两种解调结果,对PGC解调中的一些关键参数进行了讨论。该研究结果对于光纤干涉传感器的相位解调技术的改进具有参考价值。 展开更多
关键词 光纤干涉 相位生成载波(pgc) 相位解调
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光纤水听器阵列PGC高稳定性相位解调
6
作者 黄文涛 刘英明 +2 位作者 蔡冰涛 陈剑 齐程程 《光纤与电缆及其应用技术》 2022年第6期20-23,33,共5页
相位生成载波(PGC)算法用于光纤水听器阵列解调时,载波初始相位φ_(0)和调制深度C值会受外界环境影响而发生变化,从而引起相位解调失真。通过引入自动延时校准模块保证φ_(0)值的稳定性;同时引入快速椭圆纠正模块实现一定范围内C值变化... 相位生成载波(PGC)算法用于光纤水听器阵列解调时,载波初始相位φ_(0)和调制深度C值会受外界环境影响而发生变化,从而引起相位解调失真。通过引入自动延时校准模块保证φ_(0)值的稳定性;同时引入快速椭圆纠正模块实现一定范围内C值变化的动态抑制。通过上述模块的引入实现了光纤水听器阵列工程化应用中高稳定性相位解调。 展开更多
关键词 相位生成载波 相位解调算法 自动延时校准模块 快速椭圆纠正模块 光纤水听器阵列
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用于光纤干涉传感器的高稳定PGC解调技术 被引量:9
7
作者 肖文哲 程静 +3 位作者 张大伟 孔勇 叶华龙 何军 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期55-66,共12页
相位生成载波(PGC)解调技术具有高灵敏度、线性度好和动态范围广的优点,因此广泛应用于分布式光纤传感器中。本文提出了一种单路微分相除和微分自相乘的PGC(PGC-SDD-DSM)解调算法,该解调算法对载波相位调制深度和光强度干扰均不敏感。... 相位生成载波(PGC)解调技术具有高灵敏度、线性度好和动态范围广的优点,因此广泛应用于分布式光纤传感器中。本文提出了一种单路微分相除和微分自相乘的PGC(PGC-SDD-DSM)解调算法,该解调算法对载波相位调制深度和光强度干扰均不敏感。仿真实验显示,与PGC单路微分相除(PGC-SDD)解调算法、传统的PGC微分交叉相乘(PGC-DCM)和PGC反正切(PGC-Arctan)解调算法相比较,改进的PGC解调算法具有最佳的解调效果。将改进的PGC解调算法应用在光纤干涉传感器中,实验结果表明改进的解调算法能有效抑制光强和载波调制深度引起的失真。待测信号的频率为1 kHz,幅度值为2 rad,在引入1.5 rad的载波调制深度和0.7 rad的光强干扰深度时,实验系统中使用改进PGC解调算法的解调结果信纳比(SINAD)可以达到35.56 dB,与使用传统的PGC-DCM、PGCArctan和PGC-SDD解调算法相比较分别高出10.87 dB、24.19 dB和6.38 dB,同时系统的稳定性得到了提升。该技术有效地促进了光纤传感器领域的技术研究。 展开更多
关键词 光纤传感器 相位生成载波解调 相位调制深度
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干涉型光纤水听器PGC解调的DSP实现 被引量:6
8
作者 袁大岭 李平 张仁和 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第8期57-59,共3页
提出了基于数字信号处理器(DSP)系统的相位载波(PGC)解调的软硬件实现。针对PGC解调中混频信号与实际调制信号的频率偏差,在DSP系统实现中采用一路A/D转换器对调制信号进行同步采样,从而克服了频率偏差对解调结果的影响。结合TMS320C620... 提出了基于数字信号处理器(DSP)系统的相位载波(PGC)解调的软硬件实现。针对PGC解调中混频信号与实际调制信号的频率偏差,在DSP系统实现中采用一路A/D转换器对调制信号进行同步采样,从而克服了频率偏差对解调结果的影响。结合TMS320C6201的CPU结构和片内资源,对算法实现进行了并行优化,实现了系统的实时解调。实验表明:优化后算法的运算时间显著减少,DSP解调信号与参考信号的相关系数达到0.9。 展开更多
关键词 干涉型光纤水听器 相位载波 解调 数字信号处理器
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基于方波相位调制的多波长位移干涉测量
9
作者 刘琪 陈善勇 《应用光学》 北大核心 2025年第3期538-548,共11页
相位生成载波(phase generated carrier,PGC)技术是多波长光纤位移传感器(multi wavelength fiber displacement sensor,MWFDS)中的核心技术。提出一种基于方波信号相位调制和解调(square-wave phase modulation and demodulation,SWPMD... 相位生成载波(phase generated carrier,PGC)技术是多波长光纤位移传感器(multi wavelength fiber displacement sensor,MWFDS)中的核心技术。提出一种基于方波信号相位调制和解调(square-wave phase modulation and demodulation,SWPMD)的方法,研究构建了相应的光路系统,精确控制方波信号对多波长光束进行相位调制,对采集到的干涉信号进行数字处理以实现相位解调,进而复现位移信息。仿真实验部分系统地分析了不同频率调制信号及方波调制信号初始相位变化对位移复现精度的影响,无论调制参数如何变化,位移复原的均方根误差(root-mean-square error,RMSE)均稳定保持在0.15μm~0.3μm范围内。通过应用SWPMD方法,对复杂的位移轨迹进行了复现,证明了该方法在提升MWFDS性能方面的普适性和有效性。最后,计算分析了对不同步长方波位移的复现情况,证明了所提方法在理论上能够实现0.1 nm位移测量的分辨率。 展开更多
关键词 相位生成载波技术 光纤位移干涉测量 方波相位调制 解调算法 误差分析
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正弦相位调制干涉仪相位调制深度控制方案研究
10
作者 杨梁 夏泽新 +2 位作者 朱知博 李佳兴 张烈山 《自动化仪表》 2025年第8期58-65,共8页
针对正弦相位调制干涉仪相位调制深度的波动问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的相位调制深度测量方法和比例积分微分(PID)控制方案。建立了相位调制深度的测量计算模型。该模型对原始干涉信号进行FFT,以计算信号低频分量经过载... 针对正弦相位调制干涉仪相位调制深度的波动问题,提出了一种基于快速傅里叶变换(FFT)的相位调制深度测量方法和比例积分微分(PID)控制方案。建立了相位调制深度的测量计算模型。该模型对原始干涉信号进行FFT,以计算信号低频分量经过载波频移后的幅值衰减比,并根据函数关系求解相位调制深度。利用增量式PID控制结合直接数字合成(DDS)进行载波信号强度的实时调节,实现了相位调制深度的精确控制。数值仿真结果表明,相位调制深度测量方法能够精确地实现测量功能。利用正弦相位调制干涉仪对声辐射激励的固体表面微振动进行了多组测量试验。试验结果表明,在相位调制深度闭环控制的条件下,干涉信号解调结果更优、信纳失真比优于99.85%。该结果验证了所提方法的有效性。所提方案对于提升激光正弦相位调制干涉仪的测量性能具有重要应用价值。 展开更多
关键词 相位调制深度 比例积分微分 相位生成载波解调算法 正弦相位调制 激光干涉仪
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基于同步载波提取的光纤传感器相位生成载波解调方法 被引量:5
11
作者 张毅 贾波 +2 位作者 许海燕 吴红艳 肖倩 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1531-1535,共5页
利用3×3耦合器和法拉第旋转镜等光学元件,构造了一个基于迈克尔逊干涉系统的光纤振动传感器.使用外调制的方法对传输光进行相位生成载波调制,并将该光纤振动传感器应用于长距离的安全监测中.通过对该传感器的干涉输出信号进行贝塞... 利用3×3耦合器和法拉第旋转镜等光学元件,构造了一个基于迈克尔逊干涉系统的光纤振动传感器.使用外调制的方法对传输光进行相位生成载波调制,并将该光纤振动传感器应用于长距离的安全监测中.通过对该传感器的干涉输出信号进行贝塞尔展开分析,发现干涉输出信号中含有与外调制所使用的载波频率相同的信号成分.因此,使用一个中心频率为载波频率且通带很窄的带通滤波器,可以同步地提取载波信号.同步提取的载波信号用于干涉输出信号的相位生成载波被动零差解调,可以得到作用于光纤振动传感器上的外界振动信号.本文提出了从输出信号中同步提取载波的方法,通过理论推导得出了该方法的可行性,并且通过软件仿真和实验验证了该理论的正确性.文中还对提取的载波受低频信号干扰,造成其幅度不稳定的现象进行分析并提出了解决方法.研究表明,同步载波提取法适用于相位调制器与干涉信号输出端距离较远,相位生成载波解调需要的同源载波获取较困难的情况. 展开更多
关键词 光纤光学 分布式光纤传感器 同步载波提取 相位生成载波解调
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连续相位调制信号的载波相位软同步算法 被引量:4
12
作者 周相超 薛睿 +1 位作者 赵旦峰 付芳 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期291-296,共6页
针对连续相位调制(CPM)信号载波相位同步困难的问题,提出一种通用的CPM信号的载波相位软同步算法。在CPM调制信号的Rimoldi分解的基础上,基于最大似然准则和EM算法推导了载波相位的软同步算法,该算法将解调器与同步器联合,利用CPM软解... 针对连续相位调制(CPM)信号载波相位同步困难的问题,提出一种通用的CPM信号的载波相位软同步算法。在CPM调制信号的Rimoldi分解的基础上,基于最大似然准则和EM算法推导了载波相位的软同步算法,该算法将解调器与同步器联合,利用CPM软解调器输出的软信息进行载波相位估计。仿真结果表明,该算法能够得到接近修正克拉美罗限的载波相位估计,并获得近似理想的误码率性能。 展开更多
关键词 通信技术 载波相位同步 连续相位调制 EM算法 软解调
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迈克尔逊干涉型光纤水听器研究与实现 被引量:4
13
作者 刘鹰 李玉深 +1 位作者 徐大伟 王奎民 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2005年第11期30-32,共3页
设计了对偏振衰落不敏感的迈克尔逊干涉型光纤水听器,系统通过使用直接调制光源的相位载波零差检测方式实现了光纤水听器相位载波(PGC)解调,并给出了实验测试结果。由2个水听器组成水听器阵进行了水池实验,结果显示:该干涉型光纤水听器... 设计了对偏振衰落不敏感的迈克尔逊干涉型光纤水听器,系统通过使用直接调制光源的相位载波零差检测方式实现了光纤水听器相位载波(PGC)解调,并给出了实验测试结果。由2个水听器组成水听器阵进行了水池实验,结果显示:该干涉型光纤水听器有明显的指向性,具有一定的潜在实际应用前景。 展开更多
关键词 干涉型光纤水听器 相位载波解调 偏振衰落
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椭圆参数估计在光纤干涉传感系统的应用
14
作者 王凯 武帅 +3 位作者 贺胜男 李丹丹 樊彦恩 陈信伟 《科技创新与应用》 2015年第18期6-7,共2页
为解决小信号情况下相位生成载波光纤干涉传感器系统参数校准与估计问题,文章比较了基于误差代数距离的最小二乘拟合方法、含椭圆约束的基于误差代数距离最小二乘拟合方法、基于误差几何距离的最小二乘拟合方法三种椭圆参数拟合方法的性... 为解决小信号情况下相位生成载波光纤干涉传感器系统参数校准与估计问题,文章比较了基于误差代数距离的最小二乘拟合方法、含椭圆约束的基于误差代数距离最小二乘拟合方法、基于误差几何距离的最小二乘拟合方法三种椭圆参数拟合方法的性能,为系统参数校准能够选择相应的参数估计方法提供了依据。 展开更多
关键词 相位生成载波(phase generated carrier pgc) 光纤干涉型传感器 椭圆参数估计 伴生调幅模型
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光纤水听器信号相位载波解调的集群实现
15
作者 周江涛 梁迅 +1 位作者 熊水东 倪明 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第8期23-25,共3页
光纤水听器信号的PGC解调算法是一个较为复杂的过程,随着光纤水听器向大规模阵列方向发展,对信号传输及处理容量提出了越来越高的要求。在LINUX系统中搭建了一个由3台计算机组成的小型集群,并将集群运算应用于光纤水听器信号PGC解调,实... 光纤水听器信号的PGC解调算法是一个较为复杂的过程,随着光纤水听器向大规模阵列方向发展,对信号传输及处理容量提出了越来越高的要求。在LINUX系统中搭建了一个由3台计算机组成的小型集群,并将集群运算应用于光纤水听器信号PGC解调,实验结果表明:该集群系统的性能是单台计算机性能的2倍多,大大提高了信号的处理速度,是未来大规模光纤水听器信号处理的重要选择方案之一。 展开更多
关键词 光纤水听器 pgc解调 集群
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干涉型光纤水听器相位载波解调技术 被引量:9
16
作者 李玉深 周波 李绪友 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第2期14-17,20,共5页
通过数学推导和仿真分析,对直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术进行了研究。提出了不能通过干涉信号的峰值或峰峰值检测来控制自动增益控制(AGC)电路增益的方法消除偏振衰落对输出信号... 通过数学推导和仿真分析,对直接调制光源产生相位载波的马赫-曾德尔(Mach Zehnder)干涉型光纤水听器调制解调技术进行了研究。提出了不能通过干涉信号的峰值或峰峰值检测来控制自动增益控制(AGC)电路增益的方法消除偏振衰落对输出信号的影响。在这一思想的指导下完成了光纤水听器相位载波(PGC)解调电路的设计,给出了实验测试结果。 展开更多
关键词 干涉型光纤水听器 相位载波 解调技术 信号检测 系统仿真
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消除光强扰动和调制深度影响的相位解调算法 被引量:1
17
作者 李阳桃子 高宏 乔学光 《光通信技术》 2022年第3期38-42,共5页
为了消除光强扰动和相位调制深度对相位生成载波(PGC)解调的影响,提出一种基于混频滤波、相除和差分的相位解调算法——PGC解调改进算法。该算法通过滤波和微分两两相除以及差分、积分运算,使得解调信号不含任何变量。对PGC解调改进算... 为了消除光强扰动和相位调制深度对相位生成载波(PGC)解调的影响,提出一种基于混频滤波、相除和差分的相位解调算法——PGC解调改进算法。该算法通过滤波和微分两两相除以及差分、积分运算,使得解调信号不含任何变量。对PGC解调改进算法进行了理论分析和推导,利用Labview平台构建仿真模型,验证了该算法相对于传统解调算法的优势,搭建了基于迈克尔逊干涉的解调系统并进行实验验证。实验结果表明:在不同的相位调制深度情况下,PGC解调改进算法解调出的待测信号不会产生谐波失真;在不同光强的情况下,解调出的信号幅度保持一致。 展开更多
关键词 相位生成载波 相位调制深度 消除光强扰动 迈克尔逊干涉仪 解调算法
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面向激光测振应用的改进相位生成载波解调算法
18
作者 蒋翌超 顾劭傑 +4 位作者 张刚 许林广 葛强 吴许强 俞本立 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期42-56,共15页
为了解决相位生成载波解调方案应用于激光测振技术时,系统中存在的非线性失真问题,提出一种改进相位生成载波解调算法。该算法采用低频、大幅值的相位调制和迭代重加权椭圆特殊拟合对两路含有非线性误差的正交信号进行校正以抑制非线性... 为了解决相位生成载波解调方案应用于激光测振技术时,系统中存在的非线性失真问题,提出一种改进相位生成载波解调算法。该算法采用低频、大幅值的相位调制和迭代重加权椭圆特殊拟合对两路含有非线性误差的正交信号进行校正以抑制非线性失真。其中,低频相位调制由三角波信号驱动压电换能器生成,确保小信号情况下椭圆拟合结果的准确性。迭代重加权椭圆特殊拟合可以减小离群数据的影响并避免拟合结果退化为双曲线,具有精度高、鲁棒性好和计算效率高的优点。实验结果表明改进相位生成载波解调算法可以有效抑制激光测振实验系统的非线性失真,在不同相位调制深度(0.8~3.4 rad)下解调信号的信纳比和总谐波失真稳定,对应的标准差分别为0.55 dB和0.03%。系统的响应线性度优于99.99%,动态范围可达103.9 dB@500 Hz,总谐波失真为1%且工作频宽为20~8000 Hz。与传统相位生成载波解调方案相比,该算法不仅显著抑制了非线性失真,还克服了椭圆拟合算法在小信号下无法工作的缺点。 展开更多
关键词 激光测振技术 相位生成载波解调算法 低频调制 迭代重加权椭圆特殊拟合 非线性失真
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干涉型光纤传感阵列的电光调制消偏振衰落技术
19
作者 吴琪 孟洲 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期320-322,共3页
提出了一种新型的干涉型光纤传感器阵列的消偏振衰落技术。在时分复用系统中,在全保偏传感基元的基础上,使用单模光纤做传输光纤搭建系统,通过对输入偏振态进行高频调制,能够在光强有所下降的情况下较好地解决了系统的偏振衰落问题。理... 提出了一种新型的干涉型光纤传感器阵列的消偏振衰落技术。在时分复用系统中,在全保偏传感基元的基础上,使用单模光纤做传输光纤搭建系统,通过对输入偏振态进行高频调制,能够在光强有所下降的情况下较好地解决了系统的偏振衰落问题。理论分析证明,当EOM相位调制的初相位设置为π/4,采样率和相位调制频率设置恰当时,通过PGC内调制解调技术可实现消偏振衰落。在理论分析的基础上进行了MATLAB软件模拟,解调出来的信号与原始信号基本重合。 展开更多
关键词 相位调制 消偏振衰落 时分复用 pgc内调制解调技术
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光纤振动传感器相位解调算法研究综述 被引量:6
20
作者 初凤红 魏双娇 《上海电力大学学报》 CAS 2021年第3期247-252,共6页
介绍了光纤振动传感器的定义及其类别。对相位生成载波(PGC)技术、3×3耦合器解调算法和数字正交解调算法3种光纤振动传感器相位解调算法进行了对比和分析,指出后期相位解调算法仍然有很多改进的方面。最后介绍了未来在实际中有望... 介绍了光纤振动传感器的定义及其类别。对相位生成载波(PGC)技术、3×3耦合器解调算法和数字正交解调算法3种光纤振动传感器相位解调算法进行了对比和分析,指出后期相位解调算法仍然有很多改进的方面。最后介绍了未来在实际中有望得到更广泛的应用的情况。 展开更多
关键词 光纤振动传感器 pgc解调算法 3×3耦合器解调算法 正交解调算法
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