基于FPGA的分布式光纖傳感脈沖產(chǎn)生技術(shù)研究.pdf

1、分布式光纖傳感技術(shù)憑借其高測(cè)量精度、可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離全程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、高靈敏度、高空間分辨率等諸多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而在國(guó)內(nèi)外備受青睞。在各種時(shí)域分布式光纖傳感系統(tǒng)中，脈沖泵浦光的脈沖寬度、波形形狀及重復(fù)頻率等參量直接關(guān)系到整個(gè)光纖傳感系統(tǒng)的測(cè)量精度和空間分辨率。因此，產(chǎn)生高精度、高穩(wěn)定性、脈寬可調(diào)的窄脈沖泵浦光對(duì)于研究和開發(fā)此類傳感系統(tǒng)而言至關(guān)重要。
　　本文首先簡(jiǎn)要介紹了基于瑞利散射、布里淵散射和拉曼散射的分布式光纖傳感機(jī)理，目前國(guó)內(nèi)外在脈

2、沖信號(hào)源研制方面所取得的進(jìn)展，以及相應(yīng)窄脈沖激光信號(hào)應(yīng)用于分布式光纖傳感系統(tǒng)的研究動(dòng)態(tài)，同時(shí)重點(diǎn)介紹了基于電光強(qiáng)度調(diào)制方式的脈沖激光信號(hào)生成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案及其實(shí)現(xiàn)過程。
　　本文以FPGA器件EP4CE15F17C8N核心芯片為硬件平臺(tái)，對(duì)基于DDS技術(shù)的脈沖信號(hào)源設(shè)計(jì)方案和基于時(shí)鐘倍頻與分頻技術(shù)的脈沖信號(hào)源設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了詳細(xì)研究。闡述了這兩種方案的設(shè)計(jì)思路及其實(shí)現(xiàn)過程，并通過功能仿真和電路實(shí)驗(yàn)對(duì)這兩種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)及可行性進(jìn)行

3、了對(duì)比分析，同時(shí)設(shè)計(jì)了電光調(diào)制器所需的偏置電壓控制電路；通過搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)來驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的脈沖激光信號(hào)生成系統(tǒng)的可行性。
　　為了獲得高精度、高穩(wěn)定性的窄脈沖調(diào)制信號(hào)，本文提出了電脈沖調(diào)制信號(hào)的一次整形方案和二次級(jí)聯(lián)整形方案，并對(duì)其分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，同時(shí)對(duì)這兩種脈沖整形方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果做了分析與討論。
　　最后，將本文所設(shè)計(jì)的電脈沖信號(hào)源應(yīng)用于脈沖激光信號(hào)生成系統(tǒng)中，并將產(chǎn)生的泵浦光信號(hào)用于分布式光纖傳感實(shí)驗(yàn)中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果