频率编码光纤环传感器发射与接收电路设计

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1、学校代码：10385分类号：研究生学号：1301401014密级：频率编码光纤环传感器发射与接收电路设计Designoftransmittingandreceivingcircuitforfrequencycodedopticalfiberringsensor孙小芳作者姓名：庄其仁教授指导教师：工程单位导师：专业学位类别/领域：工程硕士/电子与通信工程光电子信息技术研究方向：信息科学与工程学院所在学院：论文提交日期：2016年6月1日III摘要摘要基于强度调制技术的频率编码光纤环传感器是一种结构简单、解调容易、性能稳定的新型分布式光纤传感器，可进行多点测量温度、应力和应变等工程应用

2、。本论文重点设计频率编码光纤环传感器的核心模块——频率编码发射与接收电路，包括半导体激光器（LD）光源频率编码调制电路、光电微弱信号检测电路和频率编码解调电路等。论文包括两部分主要内容：第一部分内容介绍了光纤传感器的国内外研究现状及发展方向和频率编码光纤环传感器原理。阐述了光纤传感器组网复用技术中常用的时分复用、波分复用和码分复用技术，以及频率编码多传感器准频分复用技术。分析了频率编码光纤环传感器的应力传感理论模型和温度传感理论模型，给出了频率编码光纤环传感器阵列结构原理图和发射接收电路原理框图，分析了阵列中传感器的反射信号特征。第二部分内容介绍了频率编码发射电路和接收电路的设计。

3、设计了半导体激光器（LD）光源频率编码调制电路，采用LM339电压比较器作为自动功率控制电路，实现频率编码调制激光功率的稳定输出。设计了光纤环传感器反射光微弱信号检测与解调电路，采用超外差式频率跟踪解调技术，得到体现温度和应力变化信息的包络信号峰值位置频率信息，实现频率解调。电路设计中，窄带滤波器采用负载为LC并联选频网络的有源电路，中频振荡器采用皮尔斯石英晶体振荡电路，混频电路、中频放大电路、检波电路分别采用ADI公司的单片集成芯片AD831、AD603、AD8318，采用集成芯片大大简化了外围电路的设计，I华侨大学硕士学位论文提高系统性能、信噪比和探测灵敏度。关键词：频率编码；

4、光纤环传感器；强度调制；发射电路；接收电路IIAbstractAbstractThefrequencycodedopticalfiberringsensorbasedonintensitymodulationtechniqueisanoveldistributedopticalfibersensorwithsimplestructure,easydemodulationandstableperformance.Thesensorscanbeusedtomeasuretemperature,stress,strainandotherengineeringapplicationsinm

5、ultiplemeasurementpoints.Thisthesisfocusesonthedesignofthecoremoduleofthefrequencycodedfiberringsensor,thefrequencycodedtransmittingandreceivingcircuit,includingthelaserdiode(LD)lightsourceencodingfrequencymodulationcircuit,photoelectricweaksignaldetectioncircuitandfrequencyencodingdemodulatio

6、ncircuit.Thisthesisismadeupoftwoparts:Thefirstpartintroducestheresearchstatusanddevelopmentdirectionofopticalfibersensorandtheprincipleoffrequencycodedopticalfiberringsensor.Thisthesisdescribesthetimedivisionmultiplexing,wavelengthdivisionmultiplexingandcodedivisionmultiplexingtechnologyinopti

7、calfibersensornetworks,atthesametime,thefrequencycodedmultisensorquasifrequencydivisionmultiplexingtechnologyisintroduced.Thetheoreticalmodelsofthestresssensingandthetemperaturesensingofthefrequencycodedopticalfiberringsensorsareanalyze