Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения


Контакты

Подписка

Карта сайта





Журнал с 19.02.2010 входит в новый «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени доктора и кандидата наук»
Аннотации (04.2017) : AUTOMATIC CARRIER SIGNAL TRACK ALGORITHM IN ALL-DIGITAL PGC DEMODULATION SCHEME FOR OPTICAL INTERFEROMETRIC SENSORS

AUTOMATIC CARRIER SIGNAL TRACK ALGORITHM IN ALL-DIGITAL PGC DEMODULATION SCHEME FOR OPTICAL INTERFEROMETRIC SENSORS

 

© 2017    Wang Xiaohan; Piao Shengchun; Fu Jinshan, Li Xiaoman

Acoustic Science and Technology Laboratory, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China

College of Underwater Acoustic Engineering, Harbin Engineering University, Harbin, 150001, China

E-mail: piaoshengchun@hrbeu.edu.cn

Submitted 27.01.2016

An optimal all-digital Phase Generated Carrier (PGC) demodulation scheme for optical interferometric sensors is presented in order to reduce the effect of frequency and phase difference between the carrier and reference signals. First, the influence on the signal from the PGC demodulation scheme is discussed when the frequency and phase of carrier signal are inconsistent with the reference signal. It reveals that the different frequencies and phases will cause modulation and fading phenomenon in the output signal of the scheme. Second, a carrier signal track algorithm is proposed to lock the frequency and phase of the carrier signal in real time to reduce these influence the scheme. The frequency and phase of carrier signal can be tracked by frequency analysis, desample and curve fitting. After that, the measurement signal can be demodulated accurately by the scheme from the signal detected by the photodiode in real time. The accuracy and effectiveness of this algorithm is verified by experimental results.

Keywords: interferometer, PGC, signal track.

OCIS code: 120.5060

 

 Алгоритм автоматического отслеживания сигнала несущей частоты в цифровой схеме гомодинной демодуляции для оптических интерферометрических датчиков

© 2017 г.       Wang Xiaohan; Piao Shengchun; Fu Jinshan, Li Xiaoman

Предложена оптимальная полностью цифровая схема гомодинной демодуляции для оптических интерферометрических датчиков, обеспечивающая уменьшение влияния разницы частоты и фазы между информационным и опорным сигналами. Обсуждено влияние указанной разницы на работу схемы гомодинной демодуляции. Выяснено, что разница в частоте и фазе приводит в этой схеме к эффектам паразитной модуляции и затухания выходного сигнала. Предложен алгоритм автоматического отслеживания информационного сигнала для захвата его частоты и фазы в реальном масштабе времени с целью уменьшения отмеченного влияния расстроек на работы схемы. Отслеживание частоты и фазы выполняется путем анализа частоты, преобразованием цифрового сигнала в аналоговый и подгонкой формы последнего. После этого информационный сигнал может быть подвергнут демодуляции, обеспечивая высокую достоверность результата. Точность и эффективность работы предложенного алгоритма подтверждены экспериментально

Ключевые слова: интерферометр, гомодинная демодуляция, отслеживание сигнала.

 

Reference

1.         Dandridge A., Tveten A.B., Giallorenzi T.G. Homodyne demodulation scheme for fiber optic sensors using phase generated carrier // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1982. V. 18. Iss. 10. P. 1647–1653.          

2.         Dandridge A., Tveten A.B., Kersey A.D., Yurek A. Multiplexing of interferometric sensors using phase carrier techniques // Lightwave Technology. 1987. V. 5. Iss. 7. P. 947–952.

3.         Bush I.J. Phase-lock fiber optic interferometer. Google Patents (US4486657) 1984.

4.        Vera-Salas L.A., Moreno-Tapia S.V., Garcia-Perez A., Romero-Troncoso R.D.J., Osornio-Rios R.A., Serroukh I., Cabal-Yepez E. PGA-Based Smart Sensor for Online Displacement Measurements Using a Heterodyne Interferometer // Sensors. 2011. V. 11. Iss. 8. P. 7710–7723.

5.         Morozov A.N., Tabalin S.E., Fufurin I.L., Svetlichnyĭ S.I. Physical principles of the design of an interferometer with a rotating plate // Journal of Optical Technology. 2013. V. 80. Iss. 8. P. 495–498.

6.        Ishige M., Matsuura F., Kawasugi M., Aketagawa M. Phase modulation homodyne interferometer with a 10-pm resolution using a tunable laser diode // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2007. V. 8. Iss. 2. P. 80–84.

7.         Lan T., Zhang C.-x., Li L.-j., Luo G.-m., Li C. Carrier phase advance technique for digital PGC demodulation [J] // Opto-Electronic Engineering. 2008. V. 35. Iss. 7. P. 49–52.

8.        Basile G., Bergamin A., Cavagnero G., Mana G. Phase modulation in high-resolution optical interferometry // Metrologia. 1991. V. 28. Iss. 28. P. 445–461.

9.        Lin M., Yan L., Yang L., Zhi-bo L., Shui-sheng J. Analysis of frequency drift effects in the phase-generated carrier method // Acta Photonica Sinica. 2013. V. 42. Iss. 1. P. 34–37.

 

 

Полный текст