專利名稱：一種相干涉光信號的共模分量系數(shù)消除裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖振動傳感技術(shù)，尤其涉及一種相干涉光信號的共模分量系數(shù)消除裝置。
背景技術(shù)：
光在光纖振動傳感領(lǐng)域一般采用的干涉儀中選用的3x3耦合器把探測光纖中的 反射光干涉后分出兩路對稱的光，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電壓信號，之后提取出有用的信 號。這兩路光信號中包含著共模分量和差分分量。在實(shí)際應(yīng)用中，所述差分分量是實(shí)際有 用的信號。現(xiàn)有技術(shù)中，對每一路光信號進(jìn)行光電放大再做減法運(yùn)算，進(jìn)而得到差分信號， 如下圖1所示。這在多數(shù)情況下都是可行的，通過上述差動運(yùn)算器可以把共模分量(公式“U = A-b”中的“A”)消除掉，得到與光纖某處振動信號相關(guān)的差模信號2b。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，熔接節(jié)點(diǎn)損耗、接頭衰減特別是在野外應(yīng)用中光纖所受的壓 力、應(yīng)力溫度等環(huán)境指數(shù)都不盡相同，這都會導(dǎo)致輸入到光電探測器的兩路的共模分量系 數(shù)不一致。這樣在實(shí)際應(yīng)用中就會使輸出信號出現(xiàn)整體漂移，甚至出現(xiàn)差動放大電路的輸 出飽和。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種相干涉光信號的共模分量系數(shù)消除裝 置，可使振動傳感技術(shù)中提取差模信號的精度更準(zhǔn)確。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種相干涉光信號的共模分量系數(shù)消除裝置，包括相干涉光信號光路和檢測與調(diào) 節(jié)接口。所述的光路包括干涉儀的兩路反射光，經(jīng)探測器1和探測器2獲取所述第一光信 號和第二光信號的電壓信號，所述第一電壓信號和第二電壓信號又經(jīng)各放大電路1和放大 電路2放大后，輸出給差動放大電路最后得到有用的差模信號。所述的放大電路1、放大電路2與所述差動放大電路之間設(shè)置檢測與調(diào)節(jié)接口的 兩個采集線，其特征在于，通過兩個采集信號線在檢測與調(diào)節(jié)接口處可以檢測兩個電壓信 號的波形，然后根據(jù)檢測波形的共模分量和差量分量對所述電壓信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述的放大電路1與所述差動放大電路之間設(shè)置程控放大或衰減器，其控制端連 接到檢測與調(diào)節(jié)接口，檢測與調(diào)節(jié)接口可以調(diào)節(jié)其放大或衰減第一電壓信號的倍數(shù)。本發(fā)明首先提取兩路光電通路中的電壓信號的共模分量，通過檢測與調(diào)節(jié)接口檢 測所述共模分量，再根據(jù)檢測結(jié)果通過所述程控放大或衰減器對電壓信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而 消除共模分量系數(shù)。之后，通過差動放大電路所獲得大的電壓信號的差模分量準(zhǔn)確度更高。


圖1為現(xiàn)有相干涉光信號差模分量提取裝置的示意圖。
圖2為本發(fā)明的共模信號系數(shù)消除裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。如圖2示出了根據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的共模信號系數(shù)消除裝置。包括第一光電通 路和第二光電通路。第一光電通路包括光電探測器1以及放大電路1。類似地，第二光電通 路包括光電探測器2以及放大電路2。光電探測器1以及光電探測器2分別探測干涉儀傳出的兩路相關(guān)聯(lián)光轉(zhuǎn)換成相關(guān) 聯(lián)的包括差模分量和共模分量的電壓信號。本實(shí)施例中，設(shè)光電探測器1測得的第一電壓 信號為u (A-b)，而光電探測器202測得的第二電壓信號*U2 = A+b，其中A為光信號 中的共模分量，b為光信號的差模分量。由于A為共模分量，b為差模分量，因此，兩路光信 號的共模分量A相同，而差模分量b大小相等，相位相差為固定值(例如選用l*n等分耦合 器相位相差2^1/11)。此外共模信號系數(shù)y表示由裝置自身和環(huán)境引起的誤差，例如熔接節(jié) 點(diǎn)損耗、接頭衰減，特別是在野外應(yīng)用中光纖所受的壓力、應(yīng)力溫度等，造成的光信號的誤 差。所述放大電路1與差動放大器之間連接程控衰減或放大器及檢測與調(diào)節(jié)接口的 一個檢測輸入端，用以通過示波器檢測第一電壓信號的波形。所述檢測與調(diào)節(jié)接口的另一檢測輸入端設(shè)置在放大電路2與差動放大器之間，用 以通過示波器檢測第二電壓信號的波形。若檢測的第一與第二電壓信號的波形共模分量不 同，則通過檢測與調(diào)節(jié)接口調(diào)節(jié)程控與衰減放大器把第一與第二電壓信號的波形共模分量
調(diào)節(jié)一致。由此，傳到放大電路的第一電壓信號以及第二電壓信號為兩個共模分量無差異的 電壓信號。差動放大電路對經(jīng)放大的所述兩個無差異的電壓信號進(jìn)行減法運(yùn)算，從而得到 其中準(zhǔn)確的差模信號，達(dá)到消除共模信號系數(shù)的功能。上述實(shí)施例具有如下優(yōu)點(diǎn)。1、可對光電通路上的電壓信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，更準(zhǔn)確的消除共模信號系數(shù)。2、可以通過所述通訊輸出端口輸出診斷信息，確保共模信號系數(shù)消除裝置的穩(wěn)定 性。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例 中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí) 施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明 的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其他元件、 材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實(shí)施例進(jìn) 行其他變形和改變。
權(quán)利要求
一種相干涉光信號的共模分量系數(shù)消除裝置，包括激光器連接干涉儀，干涉儀連接著探測光纖，在探測光纖的尾端反光鏡；所述干涉儀連接光電探測器1和光電探測器2，分別將干涉儀信號將電壓；光電探測器1連接放大電路1，光電探測器2連接放大電路2，最后連接差動放大電路；其特征在于，放大電路1與差動放大電路之間連接有程控放大或衰減器；所述程控放大或衰減器，其特征在于，其受檢測及調(diào)節(jié)端口控制，可調(diào)節(jié)或衰減所在電路的電信號；所述的檢測及調(diào)節(jié)端口有兩個檢測輸入端，其一連接在程控放大或衰減器與差動放大電路之間，另一連接在放大電路2與差動放大電路之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相干涉光信號的共模分量系數(shù)消除裝置，其特征在于 所述檢測及調(diào)節(jié)端口的兩個檢測輸入端，把所在電路的電壓輸入到檢測及調(diào)節(jié)端口，該端口可顯示兩電壓的波形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相干涉光信號的共模分量系數(shù)消除裝置，其特征在于 所述程控放大或衰減器的控制端連接到檢測及調(diào)節(jié)端口，通過檢測及調(diào)節(jié)端口可依據(jù)該端口顯示的兩電壓波形來調(diào)節(jié)程控放大或衰減器調(diào)節(jié)所在電路的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測及調(diào)節(jié)端口顯示兩電壓，其特征在于 所述電壓包括共模差量與差模分量。
全文摘要
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種相干涉光信號的共模分量系數(shù)消除裝置。本發(fā)明包括第一光電通路和第二光電通路。第一光電通路包括光電探測器1以及放大電路1。類似地，第二光電通路包括光電探測器2以及放大電路2。放大電路1與差動放大器之間連接程控衰減或放大器及檢測與調(diào)節(jié)接口的一個檢測輸入端，用以通過示波器檢測第一電壓信號的波形。若檢測的第一與第二電壓信號的波形共模分量不同，則通過檢測與調(diào)節(jié)接口調(diào)節(jié)程控與衰減放大器把第一與第二電壓信號的波形共模分量調(diào)節(jié)一致，使傳到放大電路的第一電壓信號以及第二電壓信號為兩個共模分量無差異的電壓信號。差動放大電路對經(jīng)放大的所述兩個無差異的電壓信號進(jìn)行減法運(yùn)算，從而得到其中準(zhǔn)確的差模信號，達(dá)到消除共模信號系數(shù)的功能。
文檔編號G01H9/00GK101893452SQ20091005159
公開日2010年11月24日 申請日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月20日
發(fā)明者仝芳軒, 劉亮, 周正仙, 席剛, 張大成, 皋魏 申請人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司