Wie richte ich einen „Schwellenwert“ ein, damit die Software nur Signalspitzen und keine kleinen Störsignale berücksichtigt?
Bei Faser-Bragg-Gitter-(FBG)-Sensordemodulationssystemen ist der “Peak-Finding Threshold” (Schwellenwert für die Spitzensuche) die Amplitudenschwelle (Lichtleistungs-/Intensitätsschwelle), die von der Demodulationssoftware bei der Verarbeitung von Spektraldaten und der Wellenlängenlokalisierung festgelegt wird.
Die Hauptprinzipien, technischen Funktionen und Einstellungsmethoden sind wie folgt:
1. Arbeitsprinzip des Spitzensuchschwellenwerts
Wenn der Demodulator das reflektierte Spektrum erfasst und darstellt, enthalten die gesamten Spektraldaten nicht nur die effektiven Hauptreflexionsspitzen des FBG-Sensors, sondern können auch Folgendes enthalten:
- Umgebungslicht von der spektralen Verstärkung (ASE) der Lichtquelle
- Weißrauschen/Hochfrequenzspitzen des Fotodetektors und des Stromkreissystems
- Schwache Rückreflexionen von Fasersteckverbindern (FC/APC usw.), Spleißstellen oder Stirnflächen
- Schwache Interferenzen von Seitenmoden des Gitters und Mehrfachgitter-Strings
Vor der Ausführung der Berechnung mit Spitzenfindungsalgorithmen (wie Gauß-Fit, Schwerpunktmethode, Polynom-Fit usw.) verwendet der Algorithmus den eingestellten Spitzensuchschwellenwert als Entscheidungslinie:
- Signale über dem Schwellenwert: Der Algorithmus erkennt sie als gültige FBG-Reflexionsspitzen, leitet den Wellenlängen-Fitting-Prozess ein und berechnet präzise die zentrale Wellenlänge (\lambda_B).
- Signale unter dem Schwellenwert: Der Algorithmus ignoriert sie direkt und betrachtet sie als Grundrauschen, das nicht in die Berechnung und die Kanalpunktzuweisung einbezogen wird.
2. Technische Prinzipien der Schwellenwerteinstellung
Die Einstellung des Spitzensuchschwellenwerts erfordert ein Gleichgewicht zwischen den beiden Schlüsselfaktoren “Störungsresistenz” und “Verhinderung von Signalverlust”:
- Zu niedriger Schwellenwert:
Grundrauschen der optischen Leitung, schwache Reflexionen von Steckverbindern oder leichte Störungen können fälschlicherweise als neue Gitterspitzen interpretiert werden, was zu “falschen Messpunkten”, Wellenlängensprüngen oder Datenverwirrung in den Demodulationskanälen führt. - Zu hoher Schwellenwert:
Wenn die Glasfaserspur Biegeverluste, Steckverbinderverschmutzung oder Dämpfung bei der Fernübertragung aufweist, was zu einer Verringerung der Intensität der effektiven Reflexionsspitze führt, kann die tatsächliche Signalspitze unter den Schwellenwert fallen, was zu einem “Spitzenverlust” in der Software führt. - Empfehlung für vernünftige Einstellungen:
Der Schwellenwert wird normalerweise oberhalb des Grundrauschpegels und 3 bis 6 dB unter der Spitzenintensität der schwächsten effektiven Reflexionsspitze eingestellt. Der Seitenmoden-Unterdrückungsverhältnis (SMSR \ge 15 dB) von hochwertigen FBG ist im Allgemeinen hoch, was eine ausreichende Sicherheitsreserve für die Einstellung klarer Spitzensuchschwellenwerte bietet.
3. Zugehörige Geräteunterstützung
Der OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator von Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. verwendet eine modulare Demodulationssoftware-Architektur (unterstützt B/S- und C/S-Modi), die es Benutzern ermöglicht, den Spitzensuchschwellenwert und die Filterparameter intuitiv in den Kanaleinstellungen festzulegen, um Störungen effektiv zu beseitigen und die Genauigkeit der Wellenlängenidentifikation zu gewährleisten.
