基于FPGA的光纤布拉格光栅解调系统设计

"基于FPGA的光纤布拉格光栅解调系统" 这篇高水平的英文论文深入探讨了光纤布拉格光栅（FBG）传感器的工作原理，并设计实现了一个采用法布里-珀罗（F-P）滤波器的紧凑型波长解调系统，适用于FBG传感。论文中，中国华北电力大学电子与通信工程系的研究人员Yongqian Li、Haitao He和Guozhen Yao详述了该系统的构建。 光纤布拉格光栅（FBG）传感器原理 光纤布拉格光栅是一种特殊的光纤组件，它利用光的布拉格反射原理来探测物理变化，如温度、压力或应变。当外部环境变化时，FBG的反射波长会发生相应的变化，这种特性使得FBG在远程监测、电力设备在线监控以及大型结构健康监测等领域具有广泛应用。 解调系统设计 论文中提出，使用现场可编程门阵列（FPGA）作为主控制器，控制数字/模拟（D/A）转换器生成锯齿波来驱动F-P滤波器。F-P滤波器能精确地选择和分析FBG反射的特定波长。同时，FPGA还用于设计数据采集电路，收集光电探测器的输出信号。这些信号通过数据传输电路传送到个人计算机（PC），经过处理后完成FBG波长的解调过程。 系统应用 该紧凑型FBG波长解调系统在电力设备的在线监测和大型结构的非接触式监测方面具有广阔的应用前景。通过对波长的实时解调，可以准确获取被监测对象的实时状态信息，为故障预警和维护决策提供数据支持。 关键词 论文涵盖了以下关键概念：光纤布拉格光栅、F-P滤波器、电力设备、在线监测、光栅传感、波长解调、高斯拟合以及FPGA。其中，高斯拟合可能是指在处理FBG反射信号时采用的一种数据分析方法，用于提取波长变化的精确信息。 在1. 引言部分，作者提到光纤布拉格光栅技术的快速发展，这暗示了其在近年来的科学研究和工程应用中的重要性，以及不断增长的需求。随着技术的进步，基于FPGA的解调系统可能将继续优化，提高性能和可靠性，以满足更多复杂应用场景的需求。