基于可調諧濾波器和DSP的波長解調算法研究及軟件設計.pdf

1、光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG)是近年來發(fā)展迅猛的一種新型傳感技術。由于它有許多其它傳感技術所不能替代的優(yōu)點，因此光纖傳感技術被廣泛應用到了工程的各個領域。它主要完成對溫度與應變的測量。波長解調是FBG傳感器在工程領域應用的技術關鍵，本文主要研究波長解調的算法，并進行相應的軟件設計。
　　 本文首先闡述了FBG傳感的光學原理，在此基礎上搭建了基于可調諧濾波器的測量光路。由于可調諧濾波器存在漂移問題

2、，因此在光路中加入透射型熱穩(wěn)定標具對其進行標定。然后，構建了基于DSP的硬件測量電路，驅動可調諧F-P濾波器，對傳感通道和標準具通道的反射光信號進行放大、采樣、保存，同時完成與上位機的通信等功能。論文對各功能模塊的配置進行了較為詳細的闡述，在此基礎上，完成了各模塊應用程序的設計和調試。
　　 本文重點對FBG解調的數(shù)據處理，包括數(shù)字濾波、波峰檢測、標定數(shù)據擬合、波長計算等，進行了詳細研究與程序設計。在數(shù)字濾波方面，主要研究了巴特

3、沃思濾波器、切比雪夫濾波器(Ⅰ型和Ⅱ型)、橢圓濾波器在FBG反射光電信號的數(shù)字濾波中的應用，分析了各種濾波器的濾波效果與計算速度，并進行了對比；在波峰檢測方面，對峰值法、中點法和質心法進行了分析，對三種方法計算FBG波峰的效果和速度進行了研究和實驗；在標定數(shù)據擬合算法方面，主要對三次多項式最小二乘擬合法和三次樣條插值擬合法進行了研究，在DSP上實現(xiàn)了擬合算法，對這兩種擬合算法在波長標定中的應用進行了研究。論文完成了各種數(shù)據處理方法的程序