光电探测与信号处理 第08章 光学信号的调制.pptxVIP

课程主要内容四大部分理论基础光辐射源光电探测器光电系统分析设计光电信号变换与处理光电信号变换与处理光学信号变换例：激光脉冲测距光－电信号变换主波回 波距离：D = 0.5× c ×t光电信号变换与处理例：激光脉冲测距测量时间t 电学信号变换光学信号变换 光电信号变换与处理光－电信号变换电学信号变换光学信号变换 举例红外导引头 探测系统 场镜、浸没透镜等光学系统会聚目标辐射能量光学信号变换 举例光纤通信系统 光强度调制，··· ···第08章 光学信号的调制8.1 光信号调制的概述8.2 光信号调制的基本原理8.3 光信号调制的基本方法8.4 调制信号的解调8.1 光信号调制的概述光波是信息的载体，通常称为光载波。1. 载波的特征参数 2. 调制：一次调制和二次调制 3. 二次调制的意义 调制就是按照要传递的信息来改变信息载体的一个或几个参量。载体被调制的载体调制函数补充：调制广义调制光载波可以只随信息变化而不随时间变化，这称作是将信息直接调制到光载体上的广义的调制。使载波光通量人为地随时间或空间变化，形成多变量的载波信号，然后再使其特征参量随被测信息改变，因为它是对已随时间调制的光通量特征参量的再调制，称作二次调制。调制技术是光电系统中常用的方法8.1 光信号调制的概述1.光载波的特征参数 －－人眼和探测器起作用的是光波的电场强度 频率振幅相位－－光强是使用最为广泛的特征参数 光的强度 （辐通量） 特征参数： －－光强、振幅、频率、相位、 －－偏振方向、传播方向，··· ···8.1 光信号调制的概述2. 光学调制：一次调制和二次调制 特征参数： －－光强、振幅、频率、相位、 －－偏振方向、传播方向，··· ···光学调制是指改变光载波的一个或者几个特征参数的过程。 一次调制广义的光学调制二次调制 8.1 光信号调制的概述2. 光学调制：一次调制和二次调制 例1.卫星遥感农作物产量－－ 地面植物反射太阳光的光谱，生长状况信息 将信息直接加载到光载波上广义的调制，也称为一次调制 8.1 光信号调制的概述2. 光学调制：一次调制和二次调制 例2 光纤通信系统 －－ 将声音、图像信息加载到光波上 将信息加载到人为地按确定的规律变换载波信号，称为二次调制8.1 光信号调制的概述2. 光学调制：一次调制和二次调制 例3：激光脉冲测距主波回波－－ 脉冲调制将信息加载到光波上将信息加载到人为地按确定的规律变换载波信号，称为二次调制8.1 光信号调制的概述2. 光学调制：一次调制和二次调制 例4：利用调制光测量液体浓度 液体浓度（信息）对光强参数的调制 一次调制调制盘（确定时间规律）对光强参数的调制为 二次调制 8.1 光信号调制的概述二次调制的意义声音、图像－－加载信息抑制干扰－－改善品质8.1 光信号调制的概述 －－小结光波作为信息的载体，通常称为光载波。光学调制是指改变光载波的一个或者几个特征参数的过程。 －－光强是使用最为广泛的调制参数 光的强度 （辐通量） 将信息直接加载到光载波上的调制，称为一次调制 将信息加载到人为地按确定的规律变换载波信号，称为二次调制第08章 光学信号的调制8.1 光信号调制的概述8.2 光信号调制的基本原理8.3 光信号调制的基本方法8.4 调制信号的解调8.2 光信号调制的基本原理补充： 直接调制8.2.1 模拟调制8.2.2 脉冲调制8.2.3 编码调制补充： 空间域调制时域光信号的直接调制1、单通道测量法2、双通道测量法3、光通量直接调制模型入射光通量探测器接受通量测量辐射源亮度或温度测量通量调制物理量实际情况4、光通量直接调制的信噪比光电探测器是平方律探测器1）光电流正比于光电场振幅的平方：2）电输出功率正比于入射光功率平方：功率信噪比讨论1）如果Ps/Pn<<1直接探测系统不适于探测微弱信号。2）如果Ps/Pn>>1探测系统输出信噪比等于输入信噪比的一半，即损失3dB。光通量直接调制是最基本的，是其它光电变换技术的基础8.2 光信号调制的基本原理补充： 直接调制8.2.1 模拟调制8.2.2 脉冲调制8.2.3 编码调制补充： 空间域调制8.2 光信号调制的基本原理8.2.1模拟调制－－又称为连续波调制振幅调制(AM) 频率调制(FM) 相位调制(PM) 8.2.1模拟调制1.振幅调制(AM) 信息 载波 振幅调制：载波的包络变化－－信息 8.2.1模拟调制2×100Hz滤波器 5KHz1.振幅调制(AM) 信号变换－频率搬移 调幅波带宽B=2F8.2.1模拟调制2.频率调制(FM) 信息 载波 频率调制：载波的频率变化－－信息 8.2.1模拟调制2.频率调制(FM) mf >1 宽带调频mf <<1窄带调频 --频率调制指数 例：FM立体声广播载波: 93.6MHz音频: <20kHz