基于FPGA和F-P濾波器的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng).pdf

1、光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating,FBG）作為新型光傳感器件，較傳統(tǒng)電傳感器具有耐腐蝕、精度高、抗電磁干擾、分布式傳感等優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用于安全監(jiān)測、建筑結(jié)構(gòu)、航空航天等領(lǐng)域。而光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)一直是光纖光柵傳感技術(shù)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，因此設(shè)計(jì)出一套低成本、高精度的解調(diào)系統(tǒng)對光纖傳感技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
　　本文從光纖光柵傳感理論出發(fā)，結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用需求，詳細(xì)分析比較了5種常用解調(diào)方式，選擇基于可調(diào)諧光纖

2、法布里-珀羅（FFP）濾波器設(shè)計(jì)和研制一套光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)。在測試和分析系統(tǒng)光路及核心部件性能后，根據(jù)FFP的掃描特性使用FPGA生成FFP驅(qū)動(dòng)電源。接著針對FFP壓電陶瓷（PZT）的非線性特性，通過在FPGA中使用直接頻率合成（DDS）技術(shù)對其進(jìn)行線性補(bǔ)償。最后以FPGA為核心，設(shè)計(jì)A/D數(shù)據(jù)采集模塊、串口發(fā)送與接收等硬件功能模塊，成功實(shí)現(xiàn)了傳感光柵反射譜數(shù)據(jù)的采集及FPGA與上位機(jī)之間的通信。
　　本文基于LabVIEW平臺(tái)開

3、發(fā)上位機(jī)軟件系統(tǒng)，首先通過編程實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對FPGA串口上傳數(shù)據(jù)的接收和實(shí)時(shí)顯示的功能。其次，為了從有限數(shù)據(jù)中實(shí)現(xiàn)較精確的布拉格波長測量，提出采用L-M算法對光柵反射光譜進(jìn)行擬合，得到反射光譜的峰值位置，從而實(shí)現(xiàn)溫度/應(yīng)變的測量。最后，為解決FFP自身的漂移等問題對系統(tǒng)測量精度的影響，提出串聯(lián)一根應(yīng)力傳感光柵對波長進(jìn)行標(biāo)定的方法，使用應(yīng)力標(biāo)定光柵和待測溫度傳感光柵反射光的中心波長差對待測光柵中心波長進(jìn)行修正，提高了光柵反射峰中心波長的測