基于DSP的FBG波長解調(diào)儀的研制.pdf

1、光纖傳感技術(shù)是20世紀(jì)70年代伴隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一種新型傳感技術(shù)。光纖光棚制作方法的成熟使得光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating．FBG)傳感廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域中對溫度和應(yīng)變的高精度測量。波長解調(diào)技術(shù)是FBG傳感器在工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，也是FBG傳感技術(shù)實(shí)用化的重點(diǎn)利難點(diǎn)之一，因此設(shè)計(jì)實(shí)剛化的波長解凋系統(tǒng)具有重要的意義。 本文系統(tǒng)闡述了FBG的傳感原理，對國內(nèi)外FBG波長解調(diào)技

2、術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的分析，在此基礎(chǔ)上提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于可調(diào)諧法珀(Fabiy-Perot，F(xiàn)-P)濾波器的FBG波K解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。由于可調(diào)諧F-P濾波器輸入輸出特性典有非線性，且隨時(shí)間、溫度發(fā)生變化，因而系統(tǒng)中加入透射型、熱穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)具和參考光柵對其進(jìn)行實(shí)時(shí)標(biāo)定。在一個(gè)掃描周期中，標(biāo)準(zhǔn)具透射等間隔的波峰，通過測量每個(gè)掃描周期標(biāo)準(zhǔn)具的輸出波峰，即可對可調(diào)諧F-P濾波器進(jìn)行標(biāo)定。 系統(tǒng)使用DSP作為主控處理器，輸出掃描驅(qū)動信號作

3、用于可調(diào)諧F-P濾波器，對其輸出光信號的波長進(jìn)行選通，并對傳感通道和標(biāo)準(zhǔn)具通道的反射波峰進(jìn)行采樣。對采到的原始信號進(jìn)行巴特沃思數(shù)字濾波，并采用質(zhì)心法查詢反射波峰的布拉格波長，以提高波長檢測精度。最后通過USB2.0高速串行口將處理結(jié)果傳送給PC機(jī)，由PC機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理，并顯示傳感光柵、標(biāo)準(zhǔn)具和可調(diào)諧F-P濾波器掃描控制信號的曲線。 文章首先從理論上分析論證了該解調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)方案，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的光學(xué)回路，擬定了系統(tǒng)的性能指標(biāo)。然后