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摘要:本发明公开一种可调谐激光器的光强波动干扰检测修正系统和方法,属于光纤光栅传感技术领域,用于光强波动干扰检测修正,系统包括ARM控制平台、恒流源驱动电路、可调谐扫描光源、分路器、参考光路、测量光路、补偿电路、辅助MCU、高速ADC和PC上位机;方法包括:计算第n‑1次原始信号和第n‑1次修正因子,控制DAC模块输出,通过反相加法电路使修正信号对测量电路的信号进行修正,通过反相放大电路将反相加法电路输出的反相信号变成同相信号。本发明信号质量强,提高了光纤光栅解调系统的解调精度,提高了ARM控制中心对FBG传感器中心波长的解调速率;实时性传输补偿,补偿效率得到提高。
主权项:1.一种可调谐激光器的光强波动干扰检测修正方法,其特征在于,使用一种可调谐激光器的光强波动干扰检测修正系统,执行第n次解调光强信号修正流程包括:S1若PC上位机解调指令中断,则设置K=1,执行S2的判断,若PC上位机解调指令未中断,重新执行S1;S2若K≤N,则执行S3,否则结束第n次解调光强信号修正;S3计算第n-1次原始信号和第n-1次修正因子,由第n-1次、n-2次、n-3次修正因子计算出第n次修正因子,然后控制DAC模块输出,通过反相加法电路使修正信号对测量电路的信号进行修正,通过反相放大电路将反相加法电路输出的反相信号变成同相信号,ARM控制平台发送同步使能信号使辅助MCU的内部ADC采集参考光路信号,令K增加1;S4返回执行S2;所述系统包括ARM控制平台、恒流源驱动电路、可调谐扫描光源、分路器、参考光路、测量光路、补偿电路、辅助MCU、高速ADC和PC上位机;PC上位机连接ARM控制平台,ARM控制平台包括三条支路,第一支路传送同步使能信号至辅助MCU,第二支路连接高速ADC,第三支路依次连接恒流源驱动电路、可调谐扫描光源、分路器、参考光路和测量光路,参考光路连接辅助MCU,测量光路依次连接补偿电路和高速ADC;参考光路由靠近分路器端向靠近辅助MCU端依次包括参考光路、第一光电转换器PD和第一对数放大器;测量光路设有三条,第一条由靠近分路器端向靠近补偿电路端依次包括F-P标准具、第二光电转换器PD和第二对数放大器;第二条由靠近分路器端向靠近补偿电路端依次包括环形器、第三光电转换器PD和第三对数放大器,n个光纤布拉格光栅传感器组成第一FBG传感器通道,第一FBG传感器通道连接所述环形器;第三条由靠近分路器端向靠近补偿电路端依次包括环形器、第四光电转换器PD和第四对数放大器,n个光纤布拉格光栅传感器组成第二FBG传感器通道,第二FBG传感器通道连接所述环形器;补偿电路中,参考光路的输出一路直接送至高速ADC,另一路送至辅助MCU的ADC中,辅助MCU的输出依次连接DAC模块、电压跟随电路、反相加法电路、反相放大电路和高速ADC,测量光路的输出连接至反相加法电路;所有对数放大器的传递函数相同,具体为: ;式中,、是与对数放大器外围电路有关的常数,为对数放大器内部特性电压,是参考电流,是输入电流,是输出电压;进入参考光路的激光通过光电转换后电流为,经过第一对数放大器后的输出信号为;进入F-P标准具的激光通过光电转换后电流为,经过第二对数放大器后的输出信号为;进入第一FBG传感器通道的激光通过光电转换后电流为,经过第三对数放大器后的输出信号为;进入第二FBG传感器通道的激光通过光电转换后电流为,经过第四对数放大器后的输出信号为;计算修正因子包括第n次解调的修正因子由参考光路第n次之前的输出特性推算得出,在第n次解调中,第n-1次解调时由辅助MCU的内部ADC采集得到的光强特性序列为,由第一对数放大器的传递函数得原信号的表达式为: ;第n-1次解调参考光路的光强信息为,对参考光路的光强信息进行归一化处理: ;式中,为第n-1次解调时参考光路光强信息的最大值,是归一化后的参考光路光强信息;求取归一化后参考光路光强的平均值: ;求取第n-1次解调归一化后的参考光路光强信息的修正因子: 。
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百度查询: 山东科技大学 一种可调谐激光器的光强波动干扰检测修正系统和方法
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