【正文】 限個數(shù)值, 而取樣信號的幅度值是過續(xù)的, 這就需要將取樣信號的幅度值用數(shù)字信號所表示的有限個數(shù)值中最接近的一個來表示,如圖（b）所示，這個過程稱為量化，最后, 將已量化的信號用數(shù)字信號表示, 如圖(C)所示, , 后兩個步驟往往結合在一起, 沒有明顯的界。加碼比較從最高位開始,在給某一位加碼(令該位數(shù)碼為)之后,D/A轉換器把數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)字量轉換為模擬電壓, 輸入到比較器, 與輸入模擬電壓比較, 根據(jù)比較結果即可知道該位數(shù)碼大小。 逐次逼近式A/D轉換器采樣數(shù)率可達1MSPS，功耗低, 有相當好的分辨率, 但因其結構原理較復雜, 所以成本較昂貴, 也難于再從元器件精度上提高其轉換精度。未知電壓在已知的時間進行積分, 然后轉換為對參考電壓的反向積分, 直到積分輸出返回到初始值。一般來說采用雙積分A/D轉換可達到16位以上的轉換分辨率。 多次雙積分A/D轉換技術的關鍵在于把一次雙積分A/D轉換作為整個轉換過程的一個分周期,在每次分周期結束之后, 不進行清零。由于是多次積分, 每次分周期的電壓擺幅可以設定得較小, 從而保證了積分電路的線性輸出, 提高了A/D轉換精度。模數(shù)轉換器能很低的采樣分辨率(1位)和很高的采樣速率將模擬信號數(shù)字化, 通過使用過采樣、噪聲整形和數(shù)字濾波等方法增加有效分辨率, 然后對轉換器輸出進行采樣抽取處理以降低有效采樣速率。調制器以采樣速率（為過采樣倍率）將輸入信號轉換為由1和0構成的連續(xù)串行位流。圖56 一階模數(shù)轉換器的構成原理圖 由于調制器具有遠高于奈奎斯特采樣速率, 所以可以大大降低信號采集系統(tǒng)對前置模擬濾波器的要求, 在高速采樣使用時, 也可省去信號采樣保持器。系統(tǒng)結構分辨率速度優(yōu)點（+）缺點（）逐次逼近1016位76K250Ksps+高分辨率和精度,低功耗,外圍元減少低輸入帶寬,積分式18位50Ksps+高分辨率，低功耗，優(yōu)異的噪聲性能低速度16位200Ksps+高分辨率，高輸入帶寬，片內數(shù)字濾波外部采樣/保持，采樣速度有限 智能PCF壓力傳感器中A/D轉換器的選擇 結論由于光子晶體光纖具有獨特的光學特性和結構，隨著光纖技術的不斷發(fā)展，光子晶體光纖的獨有特性將會在智能傳感技術中得到進一步的開發(fā)和應用。在A/D裝換系統(tǒng)中，詳細的介紹了幾種常用的智能A/D轉換技術，并且歸納總結了他們的優(yōu)劣性。謝謝你們！ 在此，我還要再一次的感謝余先倫老師，你不僅僅只是這次論文過程中指導、幫助我。 最后一次感謝余先倫老師，室友們，爸爸以及給我?guī)椭徒ㄗh的所有的人，謝謝你們！祝你們永遠的健康快樂。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，你曾說過你所做的是把我們引向科學的大門，我們之中很大的一部分人，都深受你的影響，明白了科學的所在。然后就是經過這次論文，在收集資料、查詢資料、總結資料這方面，比起以前的盲目相對有了很大的突破。采用平面波展開法數(shù)值模擬了光子晶體光纖的傳輸特性，得到了傳播模式，色散關系，并且通過改變頻率觀察了矢量與頻率的變化關系，通過改變包層空氣孔的大小觀察傳輸特性。 各種智能A/D轉換器的比較下表是對它們關鍵指標的比較。由于系統(tǒng)的負反饋,這一累計值將在一定值附近波動, 因而, 每次采樣,比較值將出現(xiàn)波動。圖56是一階模數(shù)轉換器的構成原理圖。 模數(shù)轉換技術傳統(tǒng)的積分型A/D轉換技術雖有較高的分辨率和轉換精度, 但其轉換速度卻很慢, 一般雙積分和多次雙積分A/D轉換速度均在每秒45次左右,使其應用受到限制。其轉換波形如圖55所示。另外雙重積分式A/D轉換器的精度還與比較器和計數(shù)周期的分辨率有關, 想進一步提高雙積分式A/D轉換器的分辨率和精度在電路上已很難實現(xiàn)。 其中,與是時間、對應的計數(shù)值。雙重積分式A/D轉換器利用兩優(yōu)積分, 把輸入信號的大小變換為時間間隔, 通過計數(shù)器計數(shù)時間間隔, 得到輸出數(shù)字量。若輸入模擬電壓大于或等于D/A轉換器輸出電壓,即, 則留碼, 該數(shù)碼為1。逐次逼近式A/D心轉換器由比較器、逐次逼近邏輯寄存器(SAR)和D/A轉換器組成。PCF 壓力傳感器輸出電信號通過前置放大電路放大后，再通過中間放大電路再次放大輸出信號，中間放大電路由2 個10 倍增益反相放大器U2 和U3 組成，如圖55所示。③電路能夠獲得較高的增益，并減少了運放對偏置電流的影響。雙運放差動前置輸入放大電路如圖44所示。 信號放大電路與信號處理系統(tǒng)PCF 壓力傳感器光電探測器轉換輸出的電信號較微弱，輸出光電流的大小一般在微安量級，需要通過前置放大電路和主放大電路放大輸出信號。這種方案主要檢測傳感器輸出光信號強度，在外界壓力作用下PCF壓力傳感器敏感元件、PCF橫向和徑向將產生形變，同時PCF折射率分布也發(fā)生變化，并最終對輸出光脈沖信號強度將產生周期性的影響。如果上述條件都滿足，系統(tǒng)的量程范圍就只受到信號源的頻寬的限制，且該量程范圍可表示為： （48）我們目前使用的這種光電二極管，其根據(jù)上述方程，該光電二極管的理論工作范圍相當于112個干涉條紋（大約500個采樣點）。如果信號源頻譜滿足高斯形狀，我們就能以下列式子描述傳感接收之間光程差非平衡對比度： （44）這里δλ為高斯分布最大值的一半范圍內的全頻譜寬，λ0是信號源的中心波長。如果，則一個低級別就產生了。表示參考檢波器的平均強度，表示信號源頻譜對應的對比函數(shù)，由石英晶體板引入的相位偏移在連續(xù)信道中以45176。強度調制器探測器如射光出射光圖43 強度調制原理探測系統(tǒng)由四條記錄干涉信號的信道，和一個測量傳感器輸出平均強度的信道組成。 PCF壓力傳感器輸出信號解碼方案本文采用基于強度的解碼系統(tǒng)，通過光電轉換的方法，將其轉化為電信號之后再測量，即將壓力引起的相位變化轉化為不同通道的信號強度，從而可以用電流強度（或電平）表示這種關系。為了克服受空氣環(huán)境條件影響所導致的空氣光程的變化，可考慮用全光纖干涉儀結構。當兩反射鏡到分束器間的返程差小于激光器的想干長度時，射到光探測器上的兩相干光束便產生干涉，干涉光強由式（41）確定。 下面介紹邁克爾孫（Michlson）光纖干涉儀圖42是普通光學邁克爾遜干涉儀的原理圖。例如，設有光振幅分別為和的兩個相干光束。主機光信號調制光纖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖41 光子晶體光纖傳感器檢測系統(tǒng) 光信號調制 光纖相位傳感器要求有相應的干涉儀來完成相位檢測過程。然而，無論是探測那種物理量，其工作原理無非都是用被探測的變化調制傳輸光廣波的某一參數(shù)，使其隨之變化，然后對已調制的光信號進行檢測，從而得到被測量。模擬過程中, 通過改變d 值的大小得到圖4, 當= 0. 1,= 0. 2, = 0. 3, = 0. 4, = 0. 5, 可以看到隨著空氣孔的增大, 色散依次增大, 即損耗增大不利于PCF 的傳輸。圖33 數(shù)值模擬了k波矢量與頻率的變化關系, 橫坐標為波矢量, 縱坐標為頻率。 ——色散。它可以用公式(35) 來表示。 G , G′——倒格矢。 c—— 光速。 理論和計算方法平面波展開法主要通過將電磁場在倒格矢空間以平面波疊加的形式展開, 并將麥克斯韋方程組化為一個本征方程, 求解本征值即可得到傳播光子的本征頻率和本征模態(tài), 從而獲得光子晶體光纖的傳播特性和色散特性。 包層區(qū)氣孔的排列方式能夠極大地影響模式性。如果在PCF 壓力傳感器系統(tǒng)中存在壓力以外的其他因素引起傳播脈沖相位波動， 則這些因素會對整個傳感器系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。圖中， （a） 為傳感器整個系統(tǒng)；（b） 為傳感器的敏感元件， 它由導入光纖L傳感元件L2 和導出光纖L3 組成；（c） 為PCF 壓力傳感器的信號探測系統(tǒng)， 它由若干探測信道組成，每個探測信道包括分束器、延遲板、分析儀和光電探測器； （d） 為信號處理單元，它主要由放大電路、濾波器、模/ 數(shù)（ A/ D） 轉換器及計算機系統(tǒng)組成。 1010 Pa, p 11 = 0. 113, p 12 = 0. 252, 則可根據(jù)式（23） 和式（26） 計算特定壓力作用下PCF 纖芯有效折射率的改變量。εz ] , 其中εx 、εy 表示PCF 橫向應變，εz 表示PCF 軸向應變。δy在PCF 中,通過改變其包層結構可制出高雙折射效應的PCF, 只要破壞光子晶體光纖剖面的圓對稱性, 使其成為二維結構就可以形成很強的雙折射. 實際中可通過減