首页 > 论文 > 光子学报 > 47卷 > 5期(pp:506002--1)

基于全相位滤波技术的FBG降噪解调算法

FBG Sensing Noise Reduction Demodulation Algorithm Based on All-phase Filters

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摘要

提出一种基于全相位滤波技术的光纤布喇格光栅降噪解调算法, 该算法根据信号的数字频率特征快速配置适应于该信号的滤波器系数, 由传感信号的数字截止频率控制滤波器边界, 有效滤除混杂在光纤布喇格光栅信号中的高频分量.推导了滤波器解析表达式, 结合光纤布喇格光栅信号的数字频率特征分析了滤波器幅频特性.实验结果表明, 该算法对不同采样间隔下的传感信号能够实现适应性降噪; 与高斯拟合法相比, 解调波长稳定性相近, 但平均解调时间缩短了10倍, 与质心法相比, 解调波长稳定性提高了30%.

Abstract

A demodulation algorithm based on all-phase filters was proposed for fiber Bragg grating noise reduction. The all-phase filter can configure the filter coefficients rapidly and flexibly according to the frequency characteristics of the fiber Bragg grating signal, which can effectively filter out the high-frequency components mixed in the original signal by controlling the filter boundary adaptively. The analytical expression of the filter was deduced, and the amplitude-frequency characteristics of the filter was analyzed with the digital frequency characteristics of fiber Bragg grating signals. The experimental results show that the proposed filtering algorithm has an adaptive performance in processing fiber Bragg grating signals at different sampling intervals. This algorithm has a similar wavelength stability compared with the Gaussian fitting method, but the average demodulation time is shortened by 10 times. The wavelength demodulation stability is improved by 30% compared with the centroid method.

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补充资料

中图分类号:TP212;TN253

DOI:10.3788/gzxb20184705.0506002

基金项目:国家自然科学基金(Nos. 61227011, 61475114, 61775161)和国家重大科学仪器设备开发专项(No. 2013YQ030915)资助

收稿日期:2017-12-11

修改稿日期:2018-02-01

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刘琨:天津大学 精密仪器与光电子工程学院 天津大学光纤传感研究所, 天津市光纤传感工程中心, 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
李鑫:天津大学 精密仪器与光电子工程学院 天津大学光纤传感研究所, 天津市光纤传感工程中心, 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
江俊峰:天津大学 精密仪器与光电子工程学院 天津大学光纤传感研究所, 天津市光纤传感工程中心, 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
黄翔东:天津大学 电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
张皓杰:天津大学 电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
王超:天津大学 精密仪器与光电子工程学院 天津大学光纤传感研究所, 天津市光纤传感工程中心, 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
刘畅:天津大学 精密仪器与光电子工程学院 天津大学光纤传感研究所, 天津市光纤传感工程中心, 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
刘铁根:天津大学 精密仪器与光电子工程学院 天津大学光纤传感研究所, 天津市光纤传感工程中心, 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072

联系人作者:刘琨(beiyangkl@tju.edu.cn)

备注:刘琨(1981-), 男, 副教授, 博士, 主要研究方向为光纤传感及光电检测.

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引用该论文

LIU Kun,LI Xin,JIANG Jun-feng,HUANG Xiang-dong,ZHANG Hao-jie,WANG Chao,LIU Chang,LIU Tie-gen. FBG Sensing Noise Reduction Demodulation Algorithm Based on All-phase Filters[J]. ACTA PHOTONICA SINICA, 2018, 47(5): 0506002

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被引情况

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