光纖光柵FFP-TF測試系統(tǒng)的硬件設計.pdf

1、光纖光柵傳感技術以其靈敏度高、抗干擾能力強、精度高和易復用組網等優(yōu)點成為目前最具活力的傳感技術之一。光纖光柵解調系統(tǒng)承載著波長檢測的艱巨任務，直接影響著整體系統(tǒng)的精度、速度和容量等性能?；诳烧{諧光纖法布里-珀羅濾波器(Fiber Fabry Perot-Tunable Filter，F(xiàn)FP-TF)的光纖光柵解調系統(tǒng)擁有波長分辨率高、穩(wěn)定性好、易于復用等優(yōu)點，是最實用、最廣泛的光纖光柵解調方案，已在橋梁建筑、石油化工、電力系統(tǒng)等各大工程

2、領域有著廣泛的工程應用。針對目前光纖光柵傳感系統(tǒng)的大容量、高精度、高速度、低成本等要求，基于FFP-TF的光纖光柵解調系統(tǒng)仍有許多需要改進。FFP-TF作為光纖光柵解調系統(tǒng)中可調諧窄帶濾波器，是影響光纖光柵解調系統(tǒng)性能的關鍵器件。于是，迫切需要建立一套高效、實用的FFP-TF光纖光柵解調性能測試系統(tǒng)，尋求FFP-TF在光纖光柵解調中的最佳參數(shù)，預估光纖光柵解調儀表的檢測精度，提供故障診斷平臺。目前對于FFP-TF的光纖光柵解調性能的測試

3、方案很少有報道。
　　 本文旨在建立一套FFP-TF光纖光柵解調性能測試系統(tǒng)，推動光纖光柵傳感事業(yè)的發(fā)展。通過介紹光纖光柵傳感技術的國內外發(fā)展現(xiàn)狀和應用狀況，以及解調方案和復用模式，突出了光纖光柵傳感的重要性;通過論述光纖光柵傳感技術和FFP-TF的基本原理，構造出了基于FFP-TF的兩種基本解調方案，分析了FFP-TF的解調理論，抽象出了FFP-TF的光纖光柵解調參數(shù);通過提出FFP-TF測試系統(tǒng)的基本測試參數(shù)和指標，構造出了

4、FFP-TF測試系統(tǒng)的整體架構，將系統(tǒng)架構規(guī)劃為光路平臺、硬件平臺和上位機軟件平臺三個部分;根據(jù)硬件系統(tǒng)功能和需求分析，完成基于FPGA的系統(tǒng)硬件設計，將硬件系統(tǒng)分為了光器件驅動模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通訊模塊和FPGA系統(tǒng)模塊4個部分;根據(jù)各模塊的功能目標，分別設計了硬件系統(tǒng)各個模塊電路;按照基本調試步驟，完成了系統(tǒng)硬件調試工作;然后，結合上位機軟件系統(tǒng)，對一只FFP-TF進行了測試，在軟件界面中能清晰的看到FFP-TF透射脈沖在時間上分