分布式偏振耦合测试仪的数据采集与信号处理

分布式偏振耦合测试仪的数据采集与信号处理

论文摘要

分布式偏振耦合测试仪(Distributed Polarization Coupling Analyzer--DPCA)是一种基于白光干涉原理工作的测量保偏光纤绕组中寄生偏振耦合点位置及耦合强度的系统,该系统的成功开发将在降低光纤陀螺开发成本以及提高光纤陀螺精度方面有重要应用。本文在实现DPCA测试系统的数据采集的基础上将小波分析应用于DPCA系统的信号处理。本文主要工作:实现了DPCA数据采集卡的设计及数据采集,建立了信号处理模型。将小波分析应用于DPCA系统的信号处理:应用Morlet小波实现了信号包络提取;应用Daubechies小波对信号滤波,在保证信号相似性的前提下,最大限度的提高了信噪比增益。利用Matlab和VC++混合编程实现了DPCA数据处理软件。分析了光能对DPCA测试结果信噪比的影响以及滤波阈值变化对信号去噪效果的影响,确定了光源能量的最佳范围,验证了小波分析应用于DPCA信号滤波的正确性。主要创新点:根据保偏光纤模式耦合理论建立了DPCA信号处理模型。将小波分析应用于DPCA信号处理,获得了更加光滑的信号包络以及更好的信号分辨率。利用Matlab和VC++混合编程,缩短了DPCA干涉图的信号处理时间。

论文目录

  • 独创性声明
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 保偏光纤检测技术发展及其应用
  • 1.1.1 保偏光纤的参数测量
  • 1.1.2 保偏光纤中偏振模耦合的测量
  • 1.1.3 白光干涉及其信号处理
  • 1.2 小波分析发展及小波去噪
  • 1.2.1 小波分析发展及应用
  • 1.2.2 小波去噪
  • 1.3 本文主要工作
  • 第二章 DPCA系统原理及数据采集
  • 2.1 白光干涉测试原理
  • 2.1.1 白光干涉测量的发展
  • 2.1.2 白光干涉测量法的应用
  • 2.1.3 DPCA的测试原理
  • 2.1.4 DPCA的整体结构
  • 2.2 DPCA信号理论模型分析
  • 2.2.1 保偏光纤中任意折射率扰动下的耦合理论
  • 2.2.2 DPCA信号理论分析
  • 2.3 DPCA数据采集实现
  • 2.3.1 采集电路总体结构
  • 2.3.2 数据采集控制
  • 2.3.3 电路噪声分析
  • 2.3.4 实际采样数据
  • 本章内容总结
  • 第三章 小波分析在信号处理中的应用
  • 3.1 从Fourier分析到小波分析
  • 3.2 小波变换定义
  • 3.2.1 连续小波变换
  • 3.2.2 离散小波变换
  • 3.3 小波变换的时频特性
  • 3.4 典型小波及小波选择
  • 3.4.1 典型小波
  • 3.4.2 小波选择标准
  • 3.5 基于阈值方法的小波去噪原理
  • 3.5.1 从原始信号确定各级阈值
  • 3.5.2 基于样本估计的阈值选取
  • 3.5.3 阈值作用方法
  • 3.6 小波离散算法
  • 本章内容总结
  • 第四章 DPCA信号处理的软件实现
  • 4.1 信号分析
  • 4.2 信号包络提取
  • 4.3 信号去噪
  • 4.3.1 Matlab简介
  • 4.3.2 去噪值方法选择
  • 4.4 信号去噪的程序实现
  • 4.4.1 利用Matlab引擎
  • 4.4.2 利用Matlab自身的编译器调用工具箱中的函数
  • 4.4.3 利用Matcom调用工具箱中的函数
  • 本章内容总结
  • 第五章 测试数据处理分析
  • 5.1 光能对DPCA测试结果影响
  • 5.2 阈值变化对DPCA测试结果影响
  • 本章内容总结
  • 第六章 总结与展望
  • 内容总结
  • 下一步工作设想
  • 参考文献
  • 科研及论文发表情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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