以太网接口

基于FPGA和以太网接口的光栅解调应用

摘要: 光纤光栅的传感信息是采用波长编码的方式进行的,解调的关键就是把传感信息从波长编码中完整地解调出来。文中介绍的光栅解调系统采用F - P 滤波器对ASE 光源进行扫描; 采用FPGA 作为控制核心; 采用DM9000A 完成网络接口设计,在FPGA 内部实现了对光栅传感信号质心解调算法的程序设计和以太网接口控制程序的设计,FPGA 具有多通道高速同步解算的能力,在对F - P 滤波器500 Hz 的扫描速率下,很好地实现了光纤光栅波长的同步实时解算。解调系统的解调精度可达到2 pm 左右。

0 引言
各类光纤光栅传感器中,准分布式光纤Bragg 光栅( FBG) 传器阵列应用最为广泛,其特点主要在于以反射光中心波长( Bragg 波长) 为测量量,不受光源功率波动、光纤微弯效应及耦合损耗等因素的影响。光纤布拉格光栅作为波长调制型传感器,将被测信息转化为布拉格光栅中心波长的移动,通过从测得的光信号中解调出中心波长漂移,就可实现对被测信息的测量。而目前对光栅波长随着外界被测物理量微小变化的检测,最常用的方法包括边缘滤波器法、可调谐滤波器法、以及基于可调谐半导体激光器或扫描光纤激光器的解调方法等,信号处理方法又包括直接比较法、质心法( 又叫功率加权法) 、高斯拟合法等,同时还有结合数字滤波的解调方法等[1]。设计一种基于以扫描光纤激光器设计的光栅传感系统,将信号用12 位A/D 采集模块采入计算机,通过高性能FPGA 可编程器件实现质心法信号处理,然后通过网口把解算结果输出到PC 机并加以显示。

同步内容