基于LabVIEW的激光干涉信号解调方法研究

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光纤传感技术随着光纤通信技术的实用化有了迅速发展,其应用范围深入至国防军事、航天航空、土木工程、电力、能源、环保、医学等。本文在对光纤传感器的结构和解调方法做了理论和实验研究的基础上提出了一种基于LabVIEW的信号解调方法,并且优化设计了一种改进型的反正切解调算法。  第一章介绍了干涉型光纤传感器的优点和分类以及在国内外的发展和研究水平,描绘了它在军事上广泛的应用前景。最后概括了本文研究的课题的主要内容和意义。  第二章介绍了几种经典干涉仪的结构和原理,对调制光源产生相位载波的零差解调检测技术进行了详细的理论分析和公式推导。  第三章基于迈克尔逊光纤干涉仪原理和零差解调技术构建一个数字化解调系统,通过LabVIEW软件和数据采集卡对数据进行处理,包括信号的混频、低通滤波、高通滤波、微分、积分、相乘、相减等,并逐一调试通过。实验采用单频模拟信号作为待测信号,经本解调程序后,信号能完整真实的解调出来。  第四章从理论上分析了直接反正切函数解调技术的局限性,并优化设计了一种改进型反正切函数算法以解决信号幅度在/2π?到/2π之外时的问题。并通过仿真实验验证得知,此种改进型反正切函数算法可以精确解调出信号幅度在?到/2π之外时的信号。/2π  实验表明基于迈克尔逊光纤干涉仪和零差解调技术构建的数字化解调系统能够实现信号的解调,并具有噪声低、调试方便、可视化等优点。最后对系统将来的发展作了简要的说明。
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