基于FPGA与DSP的光纤光栅解调系统研究

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1、分类号——UDC密级金亚学校代码!Q垒窆Z武多凄理歹大署学位论文题目基王星里鱼△皇墅S里的迸红遗扭鲤遢丕统硒究英文BasedonFPGAandDSPfibergrating题目亟曼堡Q血!丛iQ坠毁墨!星堡鳗墨曼堑也研究生姓名谭勇：姓名姜徨生职称数攫指导教师单位名称逃红佳蹙撞盔硒究主!坠邮编垒墨QQZQ申请学位级别亟±学科专业名称控剑型堂皇工程论文提交日期2Q!!生垒且论文答辩日期2Q!!生§且学位授予单位武这堡王太堂学位授予日期答辩委员会主席连燃评阅人盔匿孟二—j过缉皇L2011年4月f㈣Y1独创性声明本人声明，所

2、呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研矧矧：牡嗍型型学位论文使用授权的说明本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内

3、容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后遵守此规定)研究生(签名)：迸址导师(签名)：I厂日期：翌!!：￡：塑武汉理工大学硕士学位论文摘要随着光纤光栅传感的使用越来越广泛，在实际应用中所遇到的问题也越来越多，实际工程对光纤光栅的解调技术要求也越来越高，以往的解调技术已很难跟上实际需求，同时，随着嵌入式技术、计算机技术和网络技术的发展，使得光纤光栅传感解调技术有

4、了很大的进步，而具有更稳定的性能和更强大的功能，以及适用于大型和复杂的结果监测，是未来的研究和发展方向，设计开发一种实时大容量光纤传感解调系统成为当前的迫切需要。在这样的背景条件之下，本文深入研究了光纤光栅传感原理与技术，设计并实现了基于FPGA与DSP的实时光纤光栅传感解调系统。论文主要完成了以下工作：(1)在分析现有典型光纤传感解调方案的基础上，结合光纤光栅传感复用技术采用了一种基于FPGA与DSP的光纤光栅传感解调方案，实验结果表明，采用可调谐窄带光源的基于FPGA与DSP的光纤传感解调方案与传统方案相比，具有

5、较高的系统容量和信噪比。(2)研究了光纤F．P滤波器的工作原理、特性与技术指标。在压电陶瓷的驱动电压作用之下，法布里腔的腔长将发生相应变化，在变化的腔长作用下，透射波长也会发生相应变化，经过实验验证可知，技术指标能够满足光纤传感系统要求。(3)对基于FPGA与DSP的光纤光栅传感解调系统进行了研究与设计。采用FPGA配合高速DSP芯片来代替传统的微控制器进行光栅信号的检测与计算。利用FPGA来实现高速实时并行光纤光栅的信号检测，采用高速DSP芯片进行系统波长的运算。该系统具有高速的实时处理能力，并可提供丰富的接口类型

6、，满足实时以太网通信的应用需要。由于采用可调谐窄带激光光源及高精度检测电路，该系统具有较高的运算速度和精度，将信号的高速运算和数据传输有机结合在一起使得真个系统的性能得到了较大的提高与完善。关键词：光纤光栅传感解调系统，可调法布里一珀罗滤波器，FPGA，DSP武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTWimtheuseoffibergrating嘣lSOrmoreandmore、航dely，IntheaCtUalapplication,wewillencountermoreandmoreproblem,Theactua

7、lengineeringonfibergratingdemodulationtechnologyrequirementsisalsomoreandmoresignificant．Previousdemodulationtechnologyhasbeendifficulttoke印upwiththeactualneeds．Atthesametime，、7l，itllthedevelopmentsoftheembeddedtechnologyandinteracttechnology，makeFBGsensordemod

8、ulationtechnologyhasmadegreatprogress，andwithmorestableperformanceandmorepowerfulfunctions，andsuitableforlargeandcomplexresultsmonitoring，isthefuturedirectionoftheresearchan