基于线阵CCD的光纤光栅传感解调技术

光纤光栅的信号解调是光纤光栅的主要应用之一。主要介绍了一种利用光栅作为分光元器件、CCD作为光电探测器的光纤光栅解调技术。概述了整个系统的构成,给出了光谱采集的光学平台设计过程,研究了在CPLD控制下的CCD驱动控制,并对TCDl501D型号的CCD工作时序做了分析。     

光纤光栅线阵探测器解调系统信号失真分析

针对光纤光栅线阵探测器高速解调中的信号失真及补偿展开研究。首先对线阵探测器信号采集系统进行分析,推导并建立了系统传递函数,然后对解调信号失真的机理进行研究。结果表明,系统传递函数由两部分组成,一部分为与采样相关的系统增益,另一部分为积分环节及充电复位开关引起的频变干扰。需要对光电转换过程进行数字信号补偿,以提高系统的信号分析带宽。     

基于FPGA的线阵CCD驱动时序电路的设计

CCD在现代光电子学、精密仪器等方面的作用是不可估量的.在特殊需要或加特殊功能时,驱动时序往往需要自己设计.以TOSHIBA公司的线阵CCD器件TCD1500C为例,通过研究CCD的工作特性和时序电路波形图,用FPGA来设计驱动时序,使之达到应用要求.并通过改变时钟频率或增加光积分周期内的时钟脉冲数,从而改变光积分时间.     

基于CPLD的线阵CCD的驱动电路设计与实现

CCD驱动时序电路的设计实现是其应用的关键问题。该文在分析TCD1209D线阵CCD的工作原理和驱动时序等特性的基础上,提出了一种基于CPLD的线阵CCD驱动电路的设计方法,其中选用MAXII系列CPLD作为硬件设计平台,运用VHDL语言设计驱动时序电路。该设计使用ouartusII软件对所设计的驱动程序进行了仿真,仿真与实验结果表明该方案设计可行,电路结构简单,集成度较高,实用性强,并具有一定通用性。     

线阵InGaAs扫描FBG反射谱的传感解调方法

研究并实现了一种基于256像元线阵InGaAs扫描的光纤布拉格光栅传感解调系统。针对线阵InGaAs探测器,分析了光纤光栅反射谱中心波长定位原理,可实现多个FBG光谱的同时解调,单通道解调传感器数量取决于FBG的带宽和中心波长漂移范围。对256个像素点的光谱数据,通过设置的阈值判断反射谱的个数,分别对每一个谱峰进行拟合,基于高斯指数曲线模型实现了寻峰算法,获得了中心波长。搭建FBG解调系统采集光谱数据,寻峰算法的稳定性达到0.5 pm。该解调方法无机械移动部件,实现了多光纤光栅波长寻峰的并行快速响应,波长解调范围为1 525～1 570 nm,为多光纤光栅传感提供了高速解调方案。     

线阵CCD图像传感器驱动电路的设计

随着CCD性能的不断提高,CCD技术在军、民用领域都得到了广泛的应用.介绍了TCD1501C线阵CCD的驱动电路设计,详细介绍了用VHDL完成的CCD图像传感器驱动时序设计和视频输出差分信号驱动电路的设计.     

基于VHDL的线阵CCD驱动电路的设计

CCD作为一种新型的光电器件,被广泛地应用于非接触测量,而在CCD工作过程中,其驱动电路的设计成为其应用的关键技术之一。介绍了一种利用VHDL(硬件描述语言)编写线阵CCD驱动程序的实现方法,对TCD1501D型号的CCD工作时序做了分析。详细介绍用VHDL完成TCD1501D驱动时序的源代码,最后用Max PlusⅡ开发软件进行仿真验证,测量和仿真结果表明,该方法结构简单、系统简化,具有可行性。     

基于VHDL线阵CCD驱动设计

μPD3575D是NEC公司生产的一种高灵敏度、低暗电流、1024像元的内置采样保持电路和放大电路的线阵CCD图像传感器。本文介绍了μPD3575D的结构原理,着重介绍其驱动时序以及驱动时序的产生。     

基于双单片机的线阵CCD驱动及信号处理系统

针对线阵CCD器件的驱动和信号处理,使用了2片STC11F02单片机,一片产生CCD驱动时序信号,另一片负责测量控制及与上位机进行通信。采用硬件的方法对CCD输出信号进行处理,直接得到光斑中心位置,不需要进行A/D转换。试验结果说明测量精度可达0.007 mm。该电路成本低,体积小,速度快,可广泛应用于基于线阵CCD的非接触式几何量测量。     

A Calibration Method Based on Linear InGaAs in Fiber Grating Sensors Interrogation System

In accordance with the characteristics of wavelength shift detection in fiber grating sensor interrogation system, the wavelength interrogation system which uses linear InGaAs as the spectrum receiver is proposed. Orientation of optic spectrum line affects the silt of volume phase grating and size of InGaAs photosensitive unit, thus the calibration method is needed. Based on an analysis of InGaAs imaging model, least square curve fitting method is proposed to detect spectrum wavelength and InGaAs photosensitive unit position. The experimental results show that the methods are effective and the demodulation system precision is improved.     

基于凌阳单片机的光纤光栅传感器解调系统

介绍了匹配光栅解调技术的工作原理,提出了基于凌阳单片机的光纤光栅传感器解调系统,并给出了该解调系统硬件设计的详细接口图.该系统的扫描频为50Hz,分辨率达1pm.实验结果表明,该系统不仅具有较高的分辨率和测量精度,而且能够实时、准确的实现多点同时测量.     

基于调谐滤波技术的光纤光栅传感解调系统

基于光纤光栅调谐技术,提出了动态滤波扫描、时域同步处理的新型波长检测方案。采用执行机构与监测单元相分离的光纤光栅调谐装置,运用同步滤波和处理的方法,并利用微机多通道采集技术实现了低成本、高精度的光纤光栅传感解调系统,测试表明该系统的波长分辨率为3pm,应变测量分辨率为2．55μ,扫描时间小于200ms,波长检测范围可达9．16nm。     

基于实时校准技术的光纤光栅传感解调系统

报道了一种采用实时校准技术的数字化光纤光栅传感解调方案。解调系统利用锯齿波电压信号和数字相位同步信号控制可调谐光纤法布里一珀罗(TFFP)滤波器，对光纤光栅传感器阵列进行扫描式寻址，同时采用非测量环境中的参考光栅和数字温度计提供精确的参考波长，并由高速数字信号处理器(DSP)实时校准滤波器的波长读取值，很好地消除了滤波器渊谐的温度漂移、非线性和蠕动性引起的测量误差。结果表明，实验系统的波长寻址范围为1520～1570nm，扫描频率为100Hz，波长测量分辨率为5pm，应变测量分辨率为4．13με。     

基于保偏光纤的高精度光纤光栅传感解调方案

提出一种基于线偏振光干涉原理的无源波长解调系统.在普通光纤环镜中引入双折射效应.光纤环镜的反射(透射)光强足耦合器分光比K、温度t、保偏光纤长度L和两端偏振方向夹角的函数.在单调区间内反射(透射)光强与t存在对应关系.通过测定光强口可求得t.利用矩阵光学原理建立理论模型,研究了保偏光纤长度、耦合器耦合系数、偏振光入射夹角对光纤环镜(FLM)反射(透射)光强与入射光波长关系影响的特性,设计了基于保偏光纤环镜的分辨率可控的干涉型解调仪.用自制光纤光栅作为传感头监测温度变化,数据显示该系统对温度的测量平均精度可达0.03℃,准确度±0.1℃.     

光纤光栅分布式传感器信号解调技术

分布式光纤光栅传感是光纤技术的重要应用之一,而信号解调技术是实现传感系统网络化的关键.介绍了光纤布拉格光栅（FBG）传感原理,阐述了目前国内外广泛采用的两类解调方法：波长扫描解调和参量转换解调,并对这两类解调方法中典型的解调技术进行了详细论述,归纳了各自的优缺点,为分布式光纤光栅传感解调系统设计提供了依据.     

光纤法珀传感器解调系统的设计

光纤法珀传感器具有测量精度高、动态范围大、可单端检测等优点。针对白光干涉型法珀传感器，设计了一种基于体光栅的光纤传感器解调系统。该系统采用高性能体光栅和线阵CCD阵列实现了光谱的采集，并结合高性能数据采集卡和PC机进行信号的处理和输出。测试结果表明该解调系统的温度测量精度在±1℃以上。     

光纤法珀传感器解调系统的设计

光纤法珀传感器具有测量精度高、动态范围大、可单端检测等优点。针对白光干涉型法珀传感器,设计了一种基于体光栅的光纤传感器解调系统。该系统采用高性能体光栅和线阵CCD阵列实现了光谱的采集,并结合高性能数据采集卡和PC机进行信号的处理和输出。测试结果表明该解调系统的温度测量精度在±1℃以上。     

基于调谐滤波的光纤光栅解调技术研究

用宽带光源和自主研制的波长选择器IPD构成可调谐窄带光源, 对测量光纤光栅阵列和参考光纤光栅进行波长扫描, 借助光电探测器和DSP信号处理系统实现复用传感系统的解调.采用梳状滤波器进行波长校准,大大提高其检测精度.实验表明:该解调方案是可行的, 且可获得较高的信噪比和测量精度, 每个通道具有对15个以上FBG进行寻址解调的潜在能力.