Page 147 - 《应用声学》2023年第4期

第 42 卷 第 4 期 畅楠琪等： 光纤水听器相位生成载波解调非线性因素的抑制方法 809

表 1 EKF-DCM 仿真实验中所用参数 比。两种方法仿真结果如图 6∼7 所示，两种方法解
Table 1 Parameters for the simulation of 调结果的信噪比 (Signal to noise ratio, SNR)、总谐
EKF-DCM 波失真 (Total harmonic distortion, THD) 和信噪
谐波比 (Signal to noise and distortion, SINAD) 如
参数 取值
表 2所示。
采样频率 250 kHz
载波频率 25 kHz
待测声信号的频率 500 Hz 表 2 PGC-DCM 和 EKF-DCM 解调结果的
待测声信号的幅度 1 rad SNR、THD 和 SINAD
初始状态向量 ˆ w 0 = [1, 1, 1, 1, 1] T Table 2 SNR, THD and SINAD of the
ˆ
初始误差协方差 P 0 = diag(1, 1, 1, 1, 1) PGC-DCM and EKF-DCM demodulation
Σ n = diag(1 × 10 −20 , 1 × 10 −20 ,
过程噪声的协方差 results
1 × 10 −20 , 1 × 10 −20 , 1 × 10 −20 )
测量噪声的协方差 Γ n = 2.5 × 10 −7 (单位:dB)
权重系数 µ = 0.999
解调方法 SNR THD SINAD
PGC-DCM 44.0 −10.4 10.4
为了验证 EKF-DCM 方法的有效性，对该方法
EKF-DCM 60.2 −57.3 55.5
进行了仿真，并与传统的 PGC-DCM 方法进行了对
0.5 8000
-20
0 7000
-30
6000 -40
-0.5
-50
ࣨए/rad -1.0 ᮠဋ/Hz 4000 -60 ࣨए/dB
5000
-70
-1.5
3000 -80
-2.0 -90
2000
-100
-2.5
1000 -110
-3.0 0 -120
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
௑ᫎ/s ௑ᫎ/s
(a) PGC-DCMவขᝍូፇ౧ᄊ௑۫ฉॎ (b) PGC-DCMவขᝍូፇ౧ᄊ௑ᮠ៨
图 6 传统的 PGC-DCM 方法解调结果的时域波形和时频谱
Fig. 6 Time domain waveform and spectrogram of the demodulation results in the traditional
PGC-DCM methods

1.0 8000 -20
0.8
7000 -40
0.6
6000 -60
0.4 5000 -80
ࣨए/rad 0.2 0 ᮠဋ/Hz 4000 -100 ࣨए/dB

-0.2
3000 -120
-0.4
2000 -140
-0.6
-0.8 1000 -160
-1.0 0 -180
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0 0.02 0.04 0.06
௑ᫎ/s ௑ᫎ/s
(a) EKF-DCMவขᝍូፇ౧ᄊ௑۫ฉॎ (b) EKF-DCMவขᝍូፇ౧ᄊ௑ᮠ៨
图 7 EKF-DCM 方法解调结果的时域波形和时频谱
Fig. 7 Time domain waveform and spectrogram of the demodulation results in the EKF-DCM methods