光纖光柵FFP-TF測試系統(tǒng)的硬件設(shè)計.pdf

1、光纖光柵傳感技術(shù)以其靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、精度高和易復(fù)用組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)成為目前最具活力的傳感技術(shù)之一。光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)承載著波長檢測的艱巨任務(wù)，直接影響著整體系統(tǒng)的精度、速度和容量等性能。基于可調(diào)諧光纖法布里-珀羅濾波器(Fiber Fabry Perot-Tunable Filter，F(xiàn)FP-TF)的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)擁有波長分辨率高、穩(wěn)定性好、易于復(fù)用等優(yōu)點(diǎn)，是最實(shí)用、最廣泛的光纖光柵解調(diào)方案，已在橋梁建筑、石油化工、電力系統(tǒng)等各大工程

2、領(lǐng)域有著廣泛的工程應(yīng)用。針對目前光纖光柵傳感系統(tǒng)的大容量、高精度、高速度、低成本等要求，基于FFP-TF的光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)仍有許多需要改進(jìn)。FFP-TF作為光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)中可調(diào)諧窄帶濾波器，是影響光纖光柵解調(diào)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵器件。于是，迫切需要建立一套高效、實(shí)用的FFP-TF光纖光柵解調(diào)性能測試系統(tǒng)，尋求FFP-TF在光纖光柵解調(diào)中的最佳參數(shù)，預(yù)估光纖光柵解調(diào)儀表的檢測精度，提供故障診斷平臺。目前對于FFP-TF的光纖光柵解調(diào)性能的測試

3、方案很少有報道。
　　 本文旨在建立一套FFP-TF光纖光柵解調(diào)性能測試系統(tǒng)，推動光纖光柵傳感事業(yè)的發(fā)展。通過介紹光纖光柵傳感技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用狀況，以及解調(diào)方案和復(fù)用模式，突出了光纖光柵傳感的重要性;通過論述光纖光柵傳感技術(shù)和FFP-TF的基本原理，構(gòu)造出了基于FFP-TF的兩種基本解調(diào)方案，分析了FFP-TF的解調(diào)理論，抽象出了FFP-TF的光纖光柵解調(diào)參數(shù);通過提出FFP-TF測試系統(tǒng)的基本測試參數(shù)和指標(biāo)，構(gòu)造出了

4、FFP-TF測試系統(tǒng)的整體架構(gòu)，將系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃為光路平臺、硬件平臺和上位機(jī)軟件平臺三個部分;根據(jù)硬件系統(tǒng)功能和需求分析，完成基于FPGA的系統(tǒng)硬件設(shè)計，將硬件系統(tǒng)分為了光器件驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、通訊模塊和FPGA系統(tǒng)模塊4個部分;根據(jù)各模塊的功能目標(biāo)，分別設(shè)計了硬件系統(tǒng)各個模塊電路;按照基本調(diào)試步驟，完成了系統(tǒng)硬件調(diào)試工作;然后，結(jié)合上位機(jī)軟件系統(tǒng)，對一只FFP-TF進(jìn)行了測試，在軟件界面中能清晰的看到FFP-TF透射脈沖在時間上分