基于FPGA的EFPI傳感器解調系統(tǒng)研究.pdf

1、非本征型法布里-珀羅干涉(EFPI)光纖傳感器由于其抗電磁干擾、精度高、絕緣性能高、重量輕、體積小、遠距離傳輸?shù)韧怀鰞?yōu)點，得到了國內外各項工程的廣泛應用，涉及了航天航空、醫(yī)療、礦井、高壓供電等各個領域;對于EFPI光纖傳感器，要實現(xiàn)傳感信號的解調，解調技術是影響測量精度和測量速度的關鍵點，因此對基于EFPI傳感器解調系統(tǒng)的研究和推進各個領域的發(fā)展具有重要意義。
　　本文研究的對象為基于MEMS工藝的光纖法珀高溫壓力傳感器，主要用于

2、測量高溫下壓力的變化，針對此結構的EFPI傳感器信號，利用高速可編程邏輯器件(FPGA)實現(xiàn)實時解調技術。設計了一套完整的光纖信號解調系統(tǒng)，包括傳感模塊、實時解調硬件模塊、FPGA邏輯模塊等。傳感模塊主要搭建了一個光路系統(tǒng)，通過光源、可調諧濾波器、標準具等光學器件，將傳感信號傳輸?shù)紽PGA中進行處理;實時解調硬件模塊主要設計了硬件系統(tǒng)，通過高速ADC、DAC、可編程運放，實現(xiàn)光電轉換和傳感模塊的控制;FPGA邏輯模塊，編寫解調邏輯代碼，

3、實現(xiàn)了邏輯算法和數(shù)據(jù)采集;同時，本文針對光源光功率不穩(wěn)定的現(xiàn)象，提出了一種基于硬件的光功率補償法，并對補償法進行了Matlab仿真和邏輯編程實現(xiàn)，最后將算法邏輯封裝成IP核，完成了光功率的補償。峰值解算上，引用了固定閾值的質心法尋峰和插值法實時標定，通過FPGA邏輯編程仿真，封裝成IP核。實驗結果表明，光功率補償和尋峰方法可行，結果可靠精度高。
　　最后，本文對MEMS EFPI傳感器解調系統(tǒng)的應用方面進行了介紹，總結了論文成果并