全光纖電流互感器解調(diào)電路研究.pdf

1、針對(duì)基于Faraday磁光效應(yīng)的全光纖電流互感器，本論文從電路和光路兩個(gè)方向入手進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化，旨在實(shí)現(xiàn)低成本、高精度的測(cè)量系統(tǒng)。首先，本論文對(duì)其光路傳感的基本原理和光纖電流互感的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行介紹;利用瓊斯矩陣分析法對(duì)傳感系統(tǒng)所涉及光學(xué)器件進(jìn)行了理論分析，推理出全光纖電流互感器輸出信號(hào)形式和特點(diǎn)。其次，根據(jù)系統(tǒng)輸出信號(hào)特點(diǎn)結(jié)合微弱信號(hào)檢測(cè)理論，確定相干解調(diào)方案，并針對(duì)當(dāng)前解調(diào)電路中主流的閉環(huán)解調(diào)方案和開環(huán)解調(diào)方案的優(yōu)缺點(diǎn)和適用系統(tǒng)進(jìn)行了論證

2、，分析開環(huán)系統(tǒng)主要誤差來(lái)源，設(shè)計(jì)了以ARM7為核心的全光纖電流互感器開環(huán)解調(diào)電路;對(duì)于相干解調(diào)最為關(guān)鍵的相敏檢測(cè)模塊分別使用乘法器和電子開關(guān)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論分析，除此之外，還搭建了全光纖電流互感器所需的超輻射發(fā)光二極管(SLD)光源驅(qū)動(dòng)電路和壓電陶瓷(PZT)相位調(diào)制器驅(qū)動(dòng)模塊，將全光纖電流互感器非光路部分集成于一塊電路板，形成完整的配套電路。在實(shí)驗(yàn)室條件下整機(jī)聯(lián)調(diào)，測(cè)量0～500A電流，零偏置電流1.89A，漂移0.0355A

3、，相關(guān)系數(shù)為0.99985。最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題和系統(tǒng)低成本、高精度的要求，提出優(yōu)化的方向以及解決問題可嘗試的方法。
　　本論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):
　　針對(duì)低成本反射式光纖電流互感器測(cè)量要求，本文設(shè)計(jì)了以電子開關(guān)式模擬鎖相放大器為核心的信號(hào)解調(diào)電路系統(tǒng)，首次提出并使用了差分結(jié)構(gòu)降低模擬鎖相放大器普遍存在的零偏與零漂問題，將檢測(cè)系統(tǒng)零偏降低至250.39μV，零漂降低至59.5μV。
　　分析了電子開關(guān)式鎖相放大器中