高速多通道大容量高精度光纤调制解调系统的分析

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1、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月曰哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交

2、论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时木人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用木声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：日期：年月曰导师（签字）:年刀日在科技飞速发展的今天，人们对未知世界的渴求越来越强烈，在探索科学技术的同时，决定着科技发展程度的一定是人们对它的认识能力。测量能力就

3、是其中的一种，利用光学测量方法，尤其是其屮的激光干涉测量方法，具有精度高、结构简单、适应环境能力强、动态范围大等优势。但由于光学信号无法被存储也无法盲观的被表达出来，所以一个高速、全面、精确的光学信号调制解调系统是非常关键的。本课题的重点就是通过研究了国内外众多信号解调的系统和仪器之后，基于我们自身的系统工作需求，搭建并制作出一套能够实现高速、多通道、大容量、高精度的光纤信号调制解调的系统。本课题所研究的光纤信号调制解调系统主要分为光纤传感、信号转换、信号调制与解调三个部分，由于前两个部分在以前的工作研究中已经相对的成熟，故本课题的重点在于研究信号的调制与解调

4、部分。课题中对信号调制解调部分主要是搭建一套以Altera公司的飓风III代EP3C120系列的FPGA为主处理器，外围包括了16个通道信号的采集系统以及4个通道的信号调制输岀，另外还包括FIFO、SDRAM等数据缓存计算模块以及串口、USB、以太网三种数据通信方式的硬件电路平台。本文展开的具体工作如下：1、首先通过分析国内外对于信号解调的硬件方案和软件算法方案，得出了本课题所要确定的硬件选型方案以及软件算法选择。2、其次对整个光纤信号调制解调系统进行了总体方案的设计，分析了最优的信号解调算法，并对其进行了详细的理论推导；然后针对于本系统的应用要求，具体的列举

5、出了硬件系统的各项指标，以及最终解调后的信号指标等。3、再次详细的论证本课题的重点即信号解调的硕件电路的方案，包括关键器件的选型、性能、设计方案等。详细的介绍了硕件电路中的各个模块包括处理器、模数转换电路、数模转换电路、系统同步时钟、通信接口、缓存数据处理、电源的设计以及最终布局等等。4、然后乂针对于调制解调系统的软件设计部分进行了详细的介绍，详细的说明了关键模块的工作流程以及部分程序说明代码。对于软件的设计主要是通过流程图的形式所表达，详细的介绍了同步时钟、数模转换、模数转换、数据处理、通信协议等部分。5、再后对信号调制解调系统硬件电路的电源标准、纹波噪声、

6、测量分辨率、模拟调制信号进行了详细的测试工作介绍。并且参与解调了光纤加速度计的实验工作，得到了实验测试结果，并根据本系统解调出的数据结果进行了详细的计算与分析，得出了光纤加速度计在加速度测量中的测量灵敏度、分辨率、动态范围以及工作带宽等结果。6、最后对系统的各部分做了详细的总结并得出最终的结论，对以后的工作进行了可预期的展望。关键词：高速；多通道；信号解调；FPGAAbstractPeoplebecomeincreasinglystrongdesirefortheunknownworldwiththerapiddevelopmentofscienceandte

7、chnologytoday.Theabilitiesthatpeoplerecognizescienceandtechnologydeterminethedegreeofsciencedevelopmentaswellastheexplorationofscienceandtechnology.Measurementcapabilityisoneofthis,Byusingopticalmeasurementmethod,especiallylaserinterferencemeasurementmethodamongthem,withthehighaccur

8、acy,simplestructure