基于Sagnac干涉效應的光纜識別儀的研究.pdf

1、由于光纖通信能提供一個無電磁干擾，無沖突的優(yōu)良環(huán)境，能滿足人們對高帶寬的需求，光纖通信得到了廣泛的應用?，F(xiàn)在，光纜已經(jīng)逐步取代電纜成為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡最為重要的傳輸方式。運營商們把越來越多的光纜架設在人井，管道，架空等復雜環(huán)境中，另外，由于城市改建，線路搶修，搬遷機房等新情況不斷涌現(xiàn)，如何識別和管理這些錯綜復雜的光纜線路也變得異常艱難。
　　傳統(tǒng)光纜識別方法，費時費力且成本高。研究出一種廉價且易實現(xiàn)的光纜識別儀顯得尤為重要。本文基于這

2、個目的展開研究，提出了一種無損且廉價的光纜識別方法。本文介紹了光纜識別研究的必要性以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。接著設計了用于驅動1550nmDFB光纖激光器組件的可調(diào)恒流源，恒流可調(diào)范圍為0-100mA，完全滿足激光器的工作范圍（約25mA），并設計出了有效保護電路，然后進行了實驗測試。
　　本文重點對光纜識別儀的工作原理和軟硬件設計方案進行了詳細闡述分析。光纜識別儀基于光的干涉原理，光源發(fā)出的光經(jīng)3dB耦合器后分成相等的兩束，分別沿著光

3、纖環(huán)順、逆時針傳播，然后回到耦合器處發(fā)生干涉。若光纖環(huán)中某處發(fā)生了物理擾動，干涉圖樣會發(fā)生相應的變化，可以用光電探測器探測到。本文對傳感光纖中產(chǎn)生的光程變化進行了嚴密的理論推導，得到了兩束光在外力作用下產(chǎn)生的相位變化，其中，對各個因素導致的相位變化進行了分別討論分析。
　　硬件電路部分，綜合考慮了光電轉換、隔直、放大、模數(shù)轉換、緩存等。AD轉換部分我們選用了AD7864作為采樣芯片，它有四個模擬通道?？梢愿鶕?jù)情況任意選用。各個通道

4、的使用可以用軟件編程來實現(xiàn)。由于采樣芯片采樣速率與ARM開發(fā)板處理數(shù)據(jù)能力不一致，我們需要對采樣得到的數(shù)據(jù)做采樣處理，這里選用了高速低功耗存儲器CY7C4255，支持輸入輸出端口可編程。硬件部分的核心，我們選用了S3C2440微處理器，其CPU是16/32位ARM920tRISC處理器。通過給系統(tǒng)設計內(nèi)容豐富的外設結構，S3C2440能極大的節(jié)約整個系統(tǒng)的成本，而且無需配置額外外圍電路。最后，經(jīng)過處理過的信號會由ARM開發(fā)板的LCD顯示