基于FPGA的分布式光纖傳感脈沖產生技術研究.pdf

1、分布式光纖傳感技術憑借其高測量精度、可實現遠距離全程實時在線監(jiān)測、高靈敏度、高空間分辨率等諸多獨特優(yōu)勢而在國內外備受青睞。在各種時域分布式光纖傳感系統中，脈沖泵浦光的脈沖寬度、波形形狀及重復頻率等參量直接關系到整個光纖傳感系統的測量精度和空間分辨率。因此，產生高精度、高穩(wěn)定性、脈寬可調的窄脈沖泵浦光對于研究和開發(fā)此類傳感系統而言至關重要。
　　本文首先簡要介紹了基于瑞利散射、布里淵散射和拉曼散射的分布式光纖傳感機理，目前國內外在脈

2、沖信號源研制方面所取得的進展，以及相應窄脈沖激光信號應用于分布式光纖傳感系統的研究動態(tài)，同時重點介紹了基于電光強度調制方式的脈沖激光信號生成系統的設計方案及其實現過程。
　　本文以FPGA器件EP4CE15F17C8N核心芯片為硬件平臺，對基于DDS技術的脈沖信號源設計方案和基于時鐘倍頻與分頻技術的脈沖信號源設計方案進行了詳細研究。闡述了這兩種方案的設計思路及其實現過程，并通過功能仿真和電路實驗對這兩種設計方案的優(yōu)缺點及可行性進行

3、了對比分析，同時設計了電光調制器所需的偏置電壓控制電路；通過搭建實驗系統進行試驗來驗證所設計的脈沖激光信號生成系統的可行性。
　　為了獲得高精度、高穩(wěn)定性的窄脈沖調制信號，本文提出了電脈沖調制信號的一次整形方案和二次級聯整形方案，并對其分別進行了實驗驗證，同時對這兩種脈沖整形方案的實驗結果做了分析與討論。
　　最后，將本文所設計的電脈沖信號源應用于脈沖激光信號生成系統中，并將產生的泵浦光信號用于分布式光纖傳感實驗中。實驗結果