[實用新型]一種基于相位生成載波的解調裝置

有效

• 申請號: 201822039108.8
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN209002004U
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 崔洪亮;孫韋;于淼;程立耀;吳崇堅
• 申請（專利權）人: 珠海任馳光電科技有限公司
• 主分類號: H04L27/22
• 分類號: H04L27/22;H04B10/60
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開公開了一種基于相位生成載波的解調裝置，包括：模擬解調部分，模擬解調部分實現將高頻干涉信號轉換為濾除載波及高次諧波后的低頻信號，所述低頻信號傳輸至數字補償部分；數字解調部分實現將兩路低頻信號解調為被測信號。本公開采用模擬解調實現干涉信號與一倍頻載波的混頻，以及混頻后的低通濾波。去除了現有數字解調中的混頻算法和低通濾波算法，降低了算法復雜度；采樣率可以降低為現有數字解調方法的1％，與現有數字解調方法相比，可以顯著提解調響應時間。

技術領域

本公開涉及相位生成載波解調技術領域，特別是涉及一種基于相位生成載波的解調裝置。

背景技術

對于干涉型光纖傳感系統，通常直接獲得光強信號，通過解調光強中的相位信號，將相位測量變化反演來實現對待測物理量的間接測量，因此相位解調方法顯得尤為重要。目前常用的解調技術可以分為主動零差解調法、合成外差解調法以及偽外差解調法和相位生成載波(PGC)解調法。

相位生成載波(PGC)解調法是光纖干涉型傳感器應用最廣泛的無源解調技術之一。PGC解調法通過在被測低頻信號帶寬之外的高頻帶上引入一個相位載波信號，將被測信號調制到載波信號的邊帶上，利用相關檢測和解調算法分離出被測信號和低頻帶外噪聲，再通過積分器和高通濾波器得到穩定的被測信號。PGC解調方法主要分為兩種方案：微分交叉相乘法(DCM)和反正切法(Arctan)。

公開人在研究中發現，現有文獻中在解調時用到模擬解調、數字補償及數據解調相關技術，但是，在信號的選取上采用的是一般的一倍頻、二倍頻信號，而信號的選取決定了后續的信號處理的結果不同，在數據解調的解調上，選用的算法是一般的微分交叉相乘(DCM)算法，而該算法決定了解調的精度以及解調的結果。

另外，在實際應用中，仍然存在很多問題：解調結果受到環境的干擾帶來解調相位的漂移，引入測量誤差；伴生調幅造成解調結果的失真；解調結果對調制深度的依賴度高。因此如何設計解調方法及裝置，并獲得更高精度的測量值是目前亟待解決的問題。

公開內容

為了解決現有技術的不足，本公開的實施例子提供了一種基于相位生成載波的解調裝置，本公開的實施例子中的解調方法消除了直流分量對解調結果的影響，打破了基頻混頻只適用于小信號檢測的局限性。

為了實現上述目的，本申請采用以下技術方案：

一種基于相位生成載波的解調裝置，包括：

模擬解調部分，包括直流濾波器，干涉信號通過直流濾波器濾波后分兩路，一路直接通過第一低通濾波器，另一路與一倍頻載波在混頻器中混頻后通過第二低通濾波器，模擬解調部分實現將高頻干涉信號轉換為濾除載波及高次諧波后的低頻信號，所述低頻信號傳輸至數字補償部分；

數字補償部分，將低頻信號的經過模數轉換為兩路低頻數字信號，并分別進行失調補償及相位補償，失調補償及相位補償之后的信號傳輸至信號解調部分；

數字解調部分包括三個混頻器、微分器、依次連接的減法器，除法器，積分器和高通濾波器；

三個混頻器的輸入為數字補償部分的輸出，其中，第二混頻器的輸出連接至微分器的輸入端，第三混頻器、第四混頻器的輸出端連接至減法器的兩路輸入端，微分器的輸出端及減法器的輸出端分別連接至除法器；數字解調部分實現將兩路低頻信號解調為被測信號。

進一步的技術方案，上述混頻器均為雙通道的混頻器。

進一步的技術方案，所述數字補償部分包括依次順序連接的數據采集卡，失調補償單元和相位補償單元，數據采集卡、失調補償單元和相位補償單元均是雙通道，數字補償部分的輸入與模擬解調部分的輸出端連接，數字補償部分的輸出端與數字解調部分的輸入端連接。

進一步的技術方案，微分器、減法器的輸出為單路，除法器、積分器和高通濾波器均是單通道。