振动解调系统状态特性分析.docx
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1、振动解调系统状态特性分析以上对光纤光栅振动解调系统和相位展开技术进行了设计和研究。在本节,将运用所设计的解调系统和提出的相位展开方法对振动解调系统的不同状态特性进行详细分析。4-4-1 3X3耦合器三路输出对称分析(1)设 L = 10mm, AL = 2mm, /?max = 0.9 , A2 =o.2nm, 2in =1551.4nm, A = 1551.6nmo光纤光栅中心波长变化规律符合2 = 1551.5 + 0.1sin(2.N/200) , N为单周期内的采样点数,A3=0.24万。这种情况下虽然不发生相位折叠,但为了验证所提出的相位展开算法的通用性,仍用所提出的相位展开算法进行
2、处理。系统状态特性如图4. 8所示。6 4O &o o Osols100200300400采样点数(a)输入信号1551.651551.60 1551.55以 1551.5()W 1551.451551.40().008010020030040()采样点数4 0 6 202020101 o o o O王潺3田0.0201551.651551.60I 1551.55平 1551.5()於 1551.451002003004(H)采样点数(c)干涉仪第2路输出(b)干涉仪第1路输出0.0850.04501002003004(X5 5 57 6 500(。().6 s三建ZTM采样点数(d)干涉仪第
3、3路输出1551.651551.40 17 10100200300400采样点数(e)解调信号0100200300400采样点数(f)输入与解调信号对比图-1551.60二J 1551.55: 1551.501551.451551.40Fig. 4. 8 Characteristic diagram of system state由图4.8可知:理想状态下,当振动信号振幅较小时,不发生相位折叠,输入信号与解调信号完全相等,系统解调精度最高。(2)设 L = 10mm, AL = 2mm, Rmax = 0.9 , AAmax=3nm, Zniin = 1550 nm, Amax = 1553n
4、mo光纤光栅中心波长变化规律符合/l = 155L5 + L5sin(2乃.N/1500)。 此时Cmax=3.64万,发生多次相位折叠,系统状态特性如图4. 9所不。这种情况下,信号相位出现多次相位折叠,通过相位展开算法展开后,在输入信号的相角必/2 (A = l,2周围,输入信号与解调(输出)信号有误差,其误差是当接近、穿越万/2时由于公式(4. 22)的计算精度问题所产生的。1553.01552.51552.01551.51551.01550.51550.00100020003000采样点数(a)输入信号1000200030008 6 4 2o o o o o o o o采样点数(b)干
5、涉仪第1路输出2PX 1四要0-10.080.060.040.0201 ()()()2()(X)3()(X)采样点数干涉仪第2路输出100020003000采样点数(e)相位图10(X)2(X)03000采样点数(d)干涉仪第3路输出8 6 4 2o o o o o o o o汨潺w105 0-5101归石-1100020003000采样点数(f)相位展开图100020003000采样点数(g)解调信号1553.01552.51552.01551.51551.01550.51550.0100020003000采样点数(h)输入与解调信号对比图1553.01552.51552.01551.515
6、51.01550.51550.0图4.9系统状态特性图Fig. 4. 9 Characteristic diagram of system state4-4-2 3X3耦合器三路输出不对称分析由于生产制作工艺的问题,实际上3X3耦合器很难制作成完全均分的。因此,1551.001552.01551.81551.61551.41551.28 6 4 20 00 o o o osfa()040080012001600采样点数(a)输入信号40080012001600采样点数(b)干涉仪第1路输出0.086 4 2oao o o osfg0.08060402 o o o40080012001600采样
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