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光纤布拉格光栅的制作技术不断成熟且应用研究日趋深入,成为了近年来传感领域应用中的研究热点。光纤光栅传感系统能否广泛应用于工程实践中,依赖于它的信号检测与处理技术的研究,因此研究高精度的光纤光栅传感系统很有必要。 在光纤光栅信号处理中,由于有限脉冲响应(Finite impulse response,FIR)滤波是基于频域的处理方法,它需要信号频谱和噪声频谱没有重叠,但实际中噪声的频谱几乎分布在整个频域内,因此去噪效果较差。小波变换是一种非线性滤波方法,可以通过对小波系数进行切削、缩小幅度等非线性处理,达到滤除噪声的目的。 首先,深入研究了小波变换的相关理论,通过对多分辨率分析以及Mallat算法理论进行原理探究,为后续的小波去噪在FPGA平台上的实现提供理论基础;对经典的小波去噪方法进行分析,选择了适用于本文信号特点的小波阈值去噪方法,并对小波阈值和FIR的去噪效果进行了仿真与比较。第二,对小波阈值去噪算法进行了研究。通过仿真确定了小波基与分解层数;针对传统的阈值去噪算法的不足提出了改进的阈值函数,并将改进阈值去噪函数与平移不变小波变换进行结合,进一步提高信号的处理效果;通过MATLAB对光纤光栅仿真信号与实际含噪信号进行去噪,并对去噪效果进行了评价。第三,在FPGA平台上实现了小波阈值去噪模块与一般多项寻峰模块的设计,并在Modelsim上进行了波形仿真。最后,利用光电检测电路、采集电路、FPGA实现的硬件电路以及传感系统光路部分搭建光纤光栅传感系统。 用搭建好的光纤光栅传感系统进行去噪寻峰后与光可调谐滤波器显示的峰值结果接近,证明本系统设计的正确性。通过本系统进行温度传感实验,并对实验数据进行拟合,发现当温度每变化1℃时,中心波长改变10.1pm,与厂家提供的温度灵敏度进行对比,结果表明该系统的实验性能良好,具有可行性。