光纤光栅并行解调系统的设计与实现

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxx12
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
以光纤通信和光纤传感技术为代表的信息技术和传感技术在20世纪后半叶至今的几十年里日新月异,极大地推动了人类社会的进步。光纤光栅作为一种无源滤波器件,具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点,并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感,因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。 光纤光栅解调系统的成本通常占整个传感系统成本的绝大部分,它的检测精度也往往决定着整个系统的传感精度。目前,由于波长编码信号解调困难而造成系统成本过高,在普通领域难以接受。因此,如何对光纤光栅的波长编码信号进行解调是实现光纤光栅传感技术应用的关键。 论文提出一种多通道光纤光栅并行解调系统的设计方案。由于系统可同时对多根光纤进行扫描,每根光纤又可波分复用多只光栅传感器,使得系统可以同时解调近百只光纤光栅传感器,满足大型工程传感网络的实时监测。 论文详细介绍了一种嵌入式光纤光栅并行解调系统的光路设计、硬件电路设计和软件设计。光路设计包括:利用宽带光源和可调谐F-P滤波器形成窄带扫描光源,作为光纤光栅的激励光信号;使用3dB耦合器对激励光进行分束,使其同时射入传感光纤,并将反射回的调制光信号耦合入光电探测器(PD),完成光电转换过程。系统为每一根传感光纤配置一只PD,利用硬件冗余确保并行解调能力。系统中各个模块间的同步由硬件电路控制,主控芯片采用三星公司的ARM9处理器S3C2410,负责控制16位D/A转换芯片AD7846产生锯齿波扫描电压以控制F-P滤波器的透射波长,利用S3C2410片内ADC对PD输出电信号进行测量。使用限幅滤波算法和算术均值算法对采样的数字量进行降噪处理,并提出一种峰值提取算法,实验证明该算法能较好地排除光栅制作工艺所产生的干扰信号和恶劣使用环境所产生的随机干扰。论文还阐述了将实时操作系统μC/OS-Ⅱ移植到S3C2410处理器的具体方法,并介绍了基于μC/OS-Ⅱ平台的应用程序开发模式。最后,论文对系统测试结果进行分析,通过系统测得的频谱图及数据分析误差类型及来源,并提出了系统的改良方法。
其他文献
自然界中油页岩资源储量丰富,页岩气藏以富有机质页岩为气源岩,不间断产气、持续聚集而形成的一种连续型天然气藏。页岩基质主要成分为黏土矿物和干酪根,两者对于甲烷与二氧
在 E-601型蒸发器的观测中,我们发现测得的蒸发量,除了受气象要素的制约外,由于仪器本身的特点,比起小型蒸发器,人为因素对蒸发量带来的误差更多。在观测中如不注意,将直接影
随着数字电视技术的不断发展,以及有线广播电视网向数字化、网络化、产业化的迅速推进,目前依托有线广播电视网,数字机顶盒已成为提供综合信息业务的关键性用户终端设备;通过
1工程概况恰木萨水电站是新疆叶尔羌河下游河道规划梯级开发中的第2级电站,为引水式电站。主电站装机容量200MW(4×50MW),本期1回220kV出线出线场布置在副厂房屋顶。电站
光纤通信技术是信息领域中十分引人瞩目的课题,较传统通信光纤而言保偏光纤人为引入高的双折射,在相干光通信系统和光传感领域起着十分重要的作用。近年来微结构光纤以其独特
110kV线路发生断相接地故障,故障处理时线路保护多次动作跳闸。本文对跳闸事件继电保护动作情况进行了具体分析,针对事件暴露问题提出建议。
光学参量产生(OPG)是获得可调谐红外相干光源的一种重要方法,它具有结构简单、便于种子注入的优点。利用准相位匹配技术(QPM)实现光学参量产生,是目前非线性光学领域研究的一
《西国近事汇编》及其亚洲报道研究乐正,郑翔贵在古代社会里,任何国家对外部世界的认识都从周边国家开始,中国也不例外。所以,古代中国人的世界观,首先并且主要是亚洲观。但鸦片战
目的:分析桂枝茯苓胶囊联合西药米非司酮治疗子宫肌瘤的临床效果。方法:86例子宫肌瘤患者,按照入院顺序分为研究组和对照组,每组43例。研究组患者给予桂枝茯苓胶囊联合米非司酮
舰载机的安全着舰是保证航空母舰战斗力的关键技术之一,为了提高着舰的安全性,本文对舰载机进近着舰过程进行了研究,设计了合理的进近着舰航线,并设计相应的数值仿真系统和视景仿