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《基于fpga光纖光柵傳感器解調系統(tǒng)研究與設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、基于FPGA光纖光柵傳感器解調系統(tǒng)研究與設計專業(yè)名稱：申請人：指導教師：電路與系統(tǒng)李璩璐曾慶科論文答辯委員會一疆豫席員主委J“西師范火學碩J：學位論文基于FPGA的光纖光柵傳感器解調系統(tǒng)研究與設計研究生：李璨璐導師：曾慶科專業(yè)：電路與系統(tǒng)研究方向：光纖傳感器年級：2011級摘要光纖之父高錕開啟了光子技術的大門，衍生出來的光纖傳感器目前越來越多的用到各種大型工程安全環(huán)境監(jiān)測方面。利用巧妙的光柵波長的變化量得出傳感信息使得傳感器得到了更快速的發(fā)展，其中布拉格光柵首當其沖，在橋梁、地鐵、水庫項目中越發(fā)的游刃有余。各國研
2、究人員也積極投身進研究光纖光柵的隊伍中，目前熱點課題也是促成本文研究的初衷之一。本文針對的是光纖光柵的解調能否更小型化、即插即用、測量精度更高這幾個側重點，研究設計出‘套符合這幾點要求的光纖光柵傳感解調裝置是本文努力的方向和重點。本文首先介紹光纖光柵的耦合模理論，分析光纖布拉格光柵的溫度和應變傳感原理，研究光纖光柵傳感器的交叉敏感原理及解決方法。其次介紹了4種現(xiàn)有的光纖光柵解調方法的原理，并通過對復合干涉解調法、匹配FBG可調濾波檢測法、光纖Fabry—Pero濾波器解調法及非平衡Maeh—Zehnder(馬赫一
3、澤德)干涉解調法的性能進行分析與比較，選擇可調諧F．P濾波器法作為本文的解調方法；設計了光纖光柵傳感系統(tǒng)的解調方案，分析選取解調系統(tǒng)中的各功能元器件，并完成了光纖光柵解調系統(tǒng)光路部分的搭建與調試；理論分析了參考光柵應用與波長校準的原理，并利用參考光柵和F—P標準具對光纖光柵波長進行校準。最后的一部分完成了以FPGA芯片EP2CQ208CSN作為控制器的解調系統(tǒng)軟硬件的設計，設計的數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)其中包括硬件設計、軟件設計和上位機設計三部分，利用Verilog硬件描述語言編寫模數(shù)轉換芯片驅動程序，并將其包裝成自定
4、義知識產(chǎn)權核。硬件定制是根據(jù)實際硬件，向FPGA芯片中嵌入NiosII軟核處理器和定制硬件映射地址等。軟件程序是根據(jù)定制的硬件映射地址等編寫程序，使其能夠實現(xiàn)控制模數(shù)轉換模塊進行模數(shù)轉換、讀取數(shù)據(jù)并進行數(shù)據(jù)處理、控制網(wǎng)絡模塊實現(xiàn)TCP／IP連接并傳輸數(shù)據(jù)等功能。最終配合設計的上位機進行測試和實驗。本文設計的光纖光柵解調數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)符合設計要求，達到了設計的預定目標。關鍵字：光纖光柵傳感器；數(shù)字采集；FPGA；NiosII廣西師范大學頎。1
5、：學位論文TheResearchandDesignofDemodul
6、ationSystemforOpticalFiberGratingSensorBasedonFPGAGraduateStudent：JingluLiSupervisor：QingkezengMajor：CircuitsandsystemsGrade：2011ResearchDirection：OpticalfibersensorAbstractPhotontechnologydoorwasopenedbythefatherofopticalfiberCharleskao、Ⅳitllwhichopticalfibe
7、rsensorismoreandmoreusedinallkindsoflargeengineeringsafetyenvironmentmonitoring．Thesensorhasbeenarapiddevelopmentbecauseofthistraitisthatsensinginformationbyclevermeasurementofgratingwavelengthvariation．TheBragggratingisthefirstname，whichonthebridge，thesubway
8、,theapplicationofreservoirprojecthaveverygood．TheresearchersalsodevotedintothestudyoffiberBragggratingwhichwasalsocontributedtooneofthepurposeofthisarticleresearch．ThisarticleiSaboutFiberBragggratingdemodulationneededtoimplementmoreminiaturization，plugandplay
9、,themeasuringaccuracyWaShigher．DesignasetofcomplyingwiththerequirementsofthisfiberBragggratingsensordemodulationdeviceistheeffortdirectionandfocusinthispaper．First，F(xiàn)iberBragggratingcouple
