文章摘要
李斐然,吴先梅,安秉文,李子琪,冷涛,孔超,师芳芳.光纤声传感相位生成载波解调技术的相位校正与 调制深度补偿*[J].,2025,44(4):850-857
光纤声传感相位生成载波解调技术的相位校正与 调制深度补偿*
Design and experiment of giant magnetostrictive transducer
投稿时间:2024-02-06  修订日期:2025-06-25
中文摘要:
      相位生成载波(Phase Generated Carrier,PGC)调制解调技术具有线性度好和动态范围广等优点,广泛应用于光纤声传感领域。针对PGC调制解调过程产生的相位偏移和调制深度漂移问题,本文提出了一种基于可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的相位校正与调制深度补偿方法。在FPGA中对应用反正切方法进行干涉光信号解调时产生的相位偏移进行实时计算和校正,对载波调制深度通过实时计算进行估计与补偿,实现了声传感信号的实时解调。仿真分析显示,进行相位校正与调制深度补偿后的PGC解调方法可得到更稳定可靠的解调效果。在声传感实验中所得实验结果表明该方法能够明显抑制调制深度的漂移,解调所得信号的信噪比有显著提高,信号的总谐波失真显著降低,这对于提升光纤声传感系统的总体性能具有重要意义。
英文摘要:
      Phase Generated Carrier (PGC) modulation and demodulation technology, known for its excellent linearity and wide dynamic range, finds extensive applications in the field of fiber-optic acoustic sensing. To solve the problems of phase shift and modulation depth drift in PGC modulation and demodulation process, this paper proposed a phase correction and modulation depth compensation method based on Field Programmable Gate Array (FPGA). Real-time calculations and corrections for phase shift induced during the demodulation of interferometric optical signals using the arctangent method are performed within the FPGA. Simultaneously, the modulation depth is also estimated and compensated in FPGA real-timely. Then acoustic sensing signals can be demodulated real-timely.
DOI:10.11684/j.issn.1000-310X.2025.04.004
中文关键词: 相位生成载波技术  光纤光栅声传感  调制深度补偿  相位校正
英文关键词: Phase generated carrier technology  Fiber bragg grating acoustic sensing  Modulation depth compensation  Phase correction
基金项目:中国科学院基础前沿科学研究计划项目(批准号:ZDBS-LY-7023)
作者单位E-mail
李斐然 中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室 北京 lifeiran@mail.ioa.ac.cn 
吴先梅* 中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室 北京 wuxm@mail.ioa.ac.cn 
安秉文 中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室 北京 anbingwen@mail.ioa.ac.cn 
李子琪 中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室 北京 liziqi@mail.ioa.ac.cn 
冷涛 中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室 北京 lengtao@mail.ioa.ac.cn 
孔超 中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室 北京 kc@mail.ioa.ac.cn 
师芳芳 中国科学院声学研究所 声场声信息国家重点实验室 北京 fangfangshi@mail.ioa.ac.cn 
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