基于DSP的高靈敏光纖光柵傳感解調(diào)方法的研究.pdf

1、本論文提出了一種基于數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor, DSP)的光纖光柵傳感解調(diào)方法。在本文設(shè)計的光纖光柵傳感系統(tǒng)中,傳感部分由光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating, FBG)構(gòu)成的,當(dāng)光纖光柵受到應(yīng)力或溫度影響時,其中心波長就會隨之發(fā)生變化,中心波長的變化量的大小與光纖光柵所受的應(yīng)力的大小和溫度的變化量有關(guān)。當(dāng)有光通過光纖布拉格光柵時,其所受應(yīng)力和溫度的信息便會反應(yīng)在它的反射譜中。本

2、文的目的就是要快速、高分辨率、低成本地從FBG的反射譜中解調(diào)出其中心波長的變化量,繼而得出光纖光柵所受的應(yīng)力和溫度。
　　本論文設(shè)計并實現(xiàn)了波長掃描機(jī)制和基于DSP的鎖相放大器。為精確地獲取FBG反射譜的信息,光纖光柵傳感系統(tǒng)設(shè)計了一種基于光纖法布里-珀羅腔(Fiber Fabry-Perot, FFP)可調(diào)濾波器的波長可調(diào)光纖激光器,其輸出的激光掃描信號對FBG進(jìn)行掃描,反射信號受到FBG反射譜的調(diào)制。反射信號的幅度和相位給出了

3、FBG的反射譜信息。為了快速、高靈敏、低成本地解調(diào)出FBG反射譜的中心波長的偏移量,解調(diào)系統(tǒng)采用TMS320F2812DSP作為信號處理工具。AD對含有傳感信息的模擬信號進(jìn)行采集,采集得到的數(shù)字序列經(jīng)過數(shù)字鎖相放大器處理得到FBG的反射譜信息?；贒SP的解調(diào)系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng),靈敏度高,低成本等優(yōu)點。本文的光纖光柵傳感解調(diào)方案有助于光纖光柵傳感器的實用化。
　　本論文實現(xiàn)了一種基于DSP的光纖光柵傳感解調(diào)方案,給出了光纖光柵的

4、傳感原理和傳感系統(tǒng)的解調(diào)原理,并完成了基于DSP鎖相放大系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計。進(jìn)一步對整個光纖光柵傳感系統(tǒng)進(jìn)行了實驗研究,理論和實驗結(jié)果表明本論文設(shè)計的光纖光柵傳感系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的傳感解調(diào)功能,光纖光柵傳感系統(tǒng)的精度達(dá)到了6.92 pm。本論文設(shè)計的基于DSP的鎖相放大器與商用鎖相放大器相比,雖然沒有商用鎖相放大器的精度高,但是其體積纖小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、實際操作簡單、可靠性高,更具實用價值。文章的結(jié)尾對本文進(jìn)行了總結(jié),并展望了后續(xù)的