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《φ-otdr高速同步脈沖信號發(fā)生器設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、Φ-OTDR高速同步脈沖信號發(fā)生器設(shè)計DesignofΦ-OTDRHigh-SpeedSynchronizationPulseGenerator學科專業(yè)：儀器科學與技術(shù)作者姓名：梁胡格吉樂指導(dǎo)教師：曾周末天津大學精密儀器與光電子工程學院二零一七年五月萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究
2、所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文作者簽名：簽字日期：年月日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解天津大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學校向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要相位敏感光時域反射（Φ-OTDR）是分布式光纖傳感檢
3、測方法之一，具有分布式、靈敏度高、檢測范圍廣、不受地形地貌干擾等諸多優(yōu)點而成為研究熱點。在Φ-OTDR傳感系統(tǒng)中，探測光脈沖的性能直接影響傳感系統(tǒng)的信噪比、動態(tài)范圍等性能指標，通常采用聲光調(diào)制器（AOM）對連續(xù)激光進行調(diào)制，選擇外接信號發(fā)生器、使用單一脈沖作為聲光調(diào)制器的脈沖信號源，不考慮占空比、周期等脈沖信號參數(shù)對輸出光脈沖消光比和信噪比的影響。針對傳統(tǒng)方法的局限性，為了獲得高質(zhì)量的光脈沖，本文設(shè)計實現(xiàn)了嵌入式高速脈沖信號發(fā)生器。分析Φ-OTDR分布式光纖原理及定位原理，研究探測光脈沖信號對Φ-OTDR系
4、統(tǒng)性能的影響，推出輸入脈沖參數(shù)與系統(tǒng)信噪比定量關(guān)系。通過對聲光調(diào)制器調(diào)制原理及性能參數(shù)的分析，給出了對輸入脈沖信號的約束條件。針對聲光調(diào)制器對脈沖信號上升時間的要求，本文設(shè)計了高速緩沖電路，實現(xiàn)了8.8ns的脈沖上升時間。設(shè)計了高效輸入算法，實現(xiàn)對無效脈沖輸入的屏蔽功能，提高了Φ-OTDR系統(tǒng)信噪比。脈沖發(fā)生器還提供了幾種脈沖編碼序列的產(chǎn)生功能，通過人機交互界面可靈活設(shè)置脈沖輸出模式。研究脈沖編碼技術(shù)的實現(xiàn)原理以及在Φ-OTDR中的應(yīng)用方法，針對不同編碼方式給出了對系統(tǒng)信噪比的提升量。對脈沖編碼與傳統(tǒng)疊加平
5、均法行了對比，采用脈沖編碼序列對Φ-OTDR進行了測試實驗，得到了高信噪比光時域信號。通過定位實驗驗證了編碼的脈沖優(yōu)于單脈沖信號。通過實驗分析脈沖參數(shù)對聲光調(diào)制器實際輸出信號的影響。文中給出了不同脈沖周期對時域信號波形的影響對比以及對定位結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)脈沖周期越長定位結(jié)果越差。文中使用信號峰值平方與均值平方比值的定義來描述脈沖周期對系統(tǒng)定位的影響。脈沖發(fā)生器通過定位實驗得到了2米的空間分辨率，在定位精度實驗中對比傳統(tǒng)信號發(fā)生器定位標準偏差降低了0.72米。本文設(shè)計的脈沖發(fā)生器輸出穩(wěn)定、響應(yīng)快、上升時間短，
6、可輸出脈沖編碼序列，滿足Φ-OTDR系統(tǒng)的要求。關(guān)鍵詞：Φ-OTDR，脈沖發(fā)生器，脈沖編碼，信噪比I萬方數(shù)據(jù)II萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTPhasesensitiveopticaltimedomainreflectometer(Φ-OTDR)isoneofthedistributedopticalfibersensingdetectionmethodsanditbecomesahotissueresearchbecauseoftheadvantageslikedistributed,highsensitivi
7、ty,widedetectionrange,disaffectedbytopographyinterferenceandsoon.InΦ-OTDRsensingsystem,theperformanceofthedetectionlightpulsewilldirectlyaffectsignal-to-noiseratio,dynamicrangeandotherperformanceindexofthesensingsystem.Peopleusuallyuseacousto-opticmodulato
8、r(AOM)tomodulatecontinuouslaserlight,andchooseexternalsignalgeneratorstousesinglepulseasthepulsesignalsourceofacousto-opticmodulatorandtheytakenoaccountoftheinfluenceofparameterofpulsesignaltoextinctionratioa
