基于FPGA的光纖光柵檢測(cè)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、光纖布拉格光柵傳感器是一種能檢測(cè)多種物理參量的無(wú)源器件，其傳感方式是基于波長(zhǎng)編碼的絕對(duì)測(cè)量，因此，不依賴于光強(qiáng)，對(duì)電磁干擾抗性好，靈敏度高，可多通道多傳感器復(fù)用。出色的性能使得它在傳感領(lǐng)域具有重要的地位，然而，光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)的成本與體積卻影響光纖光柵傳感器在實(shí)際工程中廣泛應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)一種低成本、小型化的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)是光纖光柵傳感器技術(shù)實(shí)用化的關(guān)鍵所在。
　　本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外光纖光柵傳感技術(shù)及其傳感信號(hào)解調(diào)技術(shù)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了

2、深入分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了以可調(diào)諧F-P濾波法為解調(diào)方法的光纖光柵檢測(cè)系統(tǒng)。研究了檢測(cè)系統(tǒng)中所需使用的光路元件性能并構(gòu)建了光路系統(tǒng)，提出了采用數(shù)字濾波器與高速自適應(yīng)半波尋峰算法相結(jié)合的數(shù)字處理方法。
　　利用FPGA芯片開(kāi)發(fā)了光纖光柵檢測(cè)系統(tǒng)。硬件部分，選擇ADS1601實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖光柵檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)采集;選擇DAC712和FPGA實(shí)現(xiàn)以鋸齒波對(duì)F-P濾波器進(jìn)行掃描驅(qū)動(dòng);選擇外部存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與程序的存儲(chǔ);以液晶和按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的

3、控制;通過(guò)串口完成與上位機(jī)的通信;將FPGA作為控制核心實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的控制，并完成了對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)的處理。軟件部分，設(shè)計(jì)了基于MicroBlaze軟內(nèi)核的嵌入式系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了針對(duì)本系統(tǒng)的用戶IP核FIR與DDS。編寫(xiě)了以C語(yǔ)言為基礎(chǔ)的嵌入式系統(tǒng)控制程序，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、處理與結(jié)果顯示，成功與上位機(jī)進(jìn)行通信。
　　利用LabVIEW軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，完成了以串口通信為基礎(chǔ)的上位機(jī)檢測(cè)程序，實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)系統(tǒng)的上位機(jī)控制與分析，