基于FPGA的激光波長查詢儀研究.pdf

1、近年來，光纖傳感器憑借其抗電磁干擾、可分布式傳感、本征絕緣等一系列傳統(tǒng)傳感器所不具備的優(yōu)點，廣泛應用于工業(yè)、軍事、建筑和石油化工領域。隨之而來的各種光纖傳感器的解調(diào)技術應運而生。光纖激光波長查詢儀是廣泛應用于近紅外光譜分析以及波長解調(diào)式和相位解調(diào)式光纖傳感測量的關鍵儀器，隨著當代集成電路技術的高速發(fā)展，讓現(xiàn)代的測量解調(diào)技術實現(xiàn)更快，更精準成為可能。 本文利用FPGA(FieldProgrammable Gate Array)的設

2、計靈活性、集成度高、速度快的特點，設計研制了基于FPGA控制的多路光電信號數(shù)據(jù)采集和激光器掃描控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了輸出激光的波長連續(xù)掃描和波長自標定。并在此基礎上構成一套基于FPGA的激光波長查詢儀解調(diào)系統(tǒng)。其主要內(nèi)容可以概括如下:
　　本文對基于光譜測量的光纖傳感解調(diào)系統(tǒng)進行了詳盡的研究，歸納總結了各種解調(diào)方式的優(yōu)點及不足。并對可編程邏輯門器件FPGA的工作原理和設計方法進行了詳細的討論，設計并研制了基于FPGA的多路信號同步采集系

3、統(tǒng)。該信號采集系統(tǒng)具有傳輸速度快、緩存空間大、雙向可控等一系列優(yōu)點。在此基礎上，組成了一套內(nèi)部自帶光源，并且集數(shù)據(jù)采集和激光掃描功能于一體的激光波長查詢儀解調(diào)系統(tǒng)。
　　最后對基于FPGA的激光波長查詢儀的硬件電路方面和整體性能方面進行實驗測試，分別對光信號，電信號的信噪比進行了記錄和分析，并利用HCN氣體吸收池和光纖EFPI/FBG傳感器對該查詢儀的性能進行測試。在對硬件電路部分的測試中，查詢儀激光掃描驅(qū)動信號的信噪比可高達37