论文部分内容阅读
光纤传感器自70年代末提出以来,由于它具有巨大的军事价值和民用价值,加上近20年由于光纤通信迅速发展引起的光纤领域的技术革新使大量技术走向成熟,光纤传感器获得了迅速的发展,目前已由基础研究转向应用研究,部分领域已经产品化。光纤传感器的PGC数字化解调,由于其具有抗直流漂移、结构简单、易阵列化处理等优点,已成为实际应用领域的发展趋势。论文回顾与总结了国外光纤传感器的发展水平与现状,介绍了课题研究的意义。阐述了光纤干涉仪的基本原理和相位调制机理,详细论述了干涉型光纤传感器的PGC零差检测技术。重点分析了PGC数字化实现的关键技术,包括采样频率的确定,A/D转换器的量化误差与噪声分析以及位数的确定,实时算法对DSP速度的要求。设计了基于DSP芯片TMS320VC5416的光纤传感器数字化解调方案硬件系统电路图,包括差分输入电路,A/D与DSP接口电路,D/A与DSP接口电路,FLASH电路,看门狗电路,电源电路。在硬件基础上设计了PGC软件算法实现,包括两种倍频算法,FIR滤波器设计,微分算法和积分算法。研究了直流漂移和软件算法对解调结果的影响,提出了一种去除直流漂移的方法,并介绍了软件程序的优化问题。课题完成了硬件电路的调试,最终实现了解调功能,并针对实际解调系统出现的问题,在硬件设计和软件编程上提出了一些改进意见。