基于可調(diào)諧濾波器的高精度寬量程光柵傳感解調(diào)系統(tǒng).pdf

1、光纖布拉格光柵（FBG）傳感器具有不受光源功率波動和對電磁不敏感等優(yōu)點，是光柵傳感領(lǐng)域的主要器件。系統(tǒng)的解調(diào)精度光由心波長偏移的精確測量決定。強度調(diào)制型光柵解調(diào)系統(tǒng)具有非常高的解調(diào)速度，但是系統(tǒng)中光學(xué)濾波器的非線性特性會降低全量程范圍的解調(diào)分辨率和靈敏度。增加光學(xué)濾波器的斜率可以提高解調(diào)的精度，但又會降低動態(tài)應(yīng)變的有效測量范圍。解調(diào)技術(shù)的不同，影響著傳感器的工作方式和性能。
　　本文設(shè)計了一種基于可調(diào)諧濾波器的高精度寬量程傳感解調(diào)

2、系統(tǒng)，通過控制F-P濾波器的自適應(yīng)掃描電壓，將其窄線寬輸出波長通過動態(tài)跟蹤與鎖定的方法，實時地鎖定在光柵反射譜-3dB處，以此來實現(xiàn)高靈敏度寬量程的光纖光柵傳感與解調(diào)。該解調(diào)系統(tǒng)很好地解決了由于可調(diào)諧濾波器在全量程范圍內(nèi)掃描非線性所引起的精度較低的問題，并有效地提高了傳感器的量程。
　　本文首先介紹了光纖光柵傳感器的發(fā)展和應(yīng)用并分析了布拉格光柵的應(yīng)變和溫度傳感原理，對目前應(yīng)用成熟的調(diào)方法進行介紹并分析了各自的優(yōu)缺點；選擇了F-P濾

3、波器法作為本文的基本解調(diào)方法，設(shè)計了光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)的總體方案；針對F-P濾波器固有的遲滯性和蠕變性等問題，提出了一種控制F-P濾波器的自適應(yīng)掃描電壓，通過實時跟蹤傳感光柵反射譜的變化來提高傳感精度和量程的解調(diào)方法。完成了整個系統(tǒng)的光路部分的搭建與調(diào)試，并利用標準具進行光柵反射波長的標定。完成了以Xilinx公司的FPGA芯片XC4VLX25作為主控制器的硬件電路設(shè)計，用VHDL語言編寫了A/D和D/A的控制程序，實現(xiàn)了傳感數(shù)據(jù)的采集和