集成光波導(dǎo)脈沖電場(chǎng)傳感信號(hào)的線性化研究.pdf

1、相比于傳統(tǒng)的電場(chǎng)傳感器，集成光波導(dǎo)電場(chǎng)傳感器由于自身具有體積小、帶寬大、抗電磁干擾能力強(qiáng)等眾多優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛的應(yīng)用于電場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量。由于電場(chǎng)傳感器的工作點(diǎn)在實(shí)際工作中，會(huì)受到外界因素如溫度、壓力和光強(qiáng)等的影響發(fā)生漂移，導(dǎo)致其偏離最佳工作區(qū)，致使傳感輸出的信號(hào)具有失真和畸變。另一方面,在實(shí)際的測(cè)量過程中，系統(tǒng)中各元器件的使用以及周圍環(huán)境的影響都會(huì)給信號(hào)的傳輸帶來干擾噪聲，使得輸出信號(hào)具有非常嚴(yán)重的噪聲干擾，這對(duì)信號(hào)的準(zhǔn)確獲取具有很大的影

2、響。傳感器工作點(diǎn)漂移導(dǎo)致的信號(hào)失真以及傳感系統(tǒng)中噪聲的存在對(duì)高質(zhì)量傳感輸出信號(hào)的獲取帶來很大的障礙。
　　針對(duì)傳感器工作點(diǎn)漂移所引起的信號(hào)畸變，文章在理論分析電場(chǎng)傳感器傳輸特性的基礎(chǔ)上，提出對(duì)畸變信號(hào)進(jìn)行非線性補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)輸出和輸入的線性關(guān)系；對(duì)受噪聲干擾的輸出信號(hào)，文章結(jié)合Labview實(shí)現(xiàn)噪聲的去除，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的恢復(fù)，最后對(duì)去除噪聲后的信號(hào)進(jìn)行非線性補(bǔ)償。具體工作如下：
　　1.分析了集成光波導(dǎo)電場(chǎng)傳感器的工作原理，電場(chǎng)

3、傳感信號(hào)失真的表現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上，提出對(duì)失真信號(hào)進(jìn)行非線性補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)線性傳輸。由電場(chǎng)傳感器的傳輸特性可知，當(dāng)電場(chǎng)信號(hào)沒有作用到傳感器時(shí)，此時(shí)輸出的直流分量即是傳感器當(dāng)前工作點(diǎn)的函數(shù)。當(dāng)瞬態(tài)脈沖信號(hào)作用到傳感器的瞬間，此時(shí)輸出信號(hào)中含有的直流分量近似認(rèn)為是由傳感器的偏置工作點(diǎn)引起的。其中對(duì)失真信號(hào)中直流分量的獲取采用的算法是FFT(Fast Fourier Transform)算法即快速傅里葉變換。
　　2.在VPI(VPItrans

4、missionMaker)仿真平臺(tái)下對(duì)非線性補(bǔ)償算法進(jìn)行研究。其中，以雷電脈沖作為微秒脈沖的一個(gè)特例，以高斯納秒脈沖作為納秒脈沖的一個(gè)特例展開研究。搭建仿真框架，模擬傳感器工作點(diǎn)漂移引起的波形失真；利用VPI與Matlab聯(lián)合仿真的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)失真信號(hào)的非線性補(bǔ)償，并根據(jù)傳感器輸入輸出波形特性參數(shù)的變化對(duì)非線性補(bǔ)償?shù)男ЧM(jìn)行評(píng)估和分析。
　　3.首先采用小波及均值濾波相結(jié)合的方法對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行去噪，其中涉及到Labview與Mat