發(fā)布時間：2022-01-23 10:56

　　針對光纖敏感環(huán)本征頻率測試過程復雜且結果精度較低的問題,設計了一種基于MCU+FPGA的檢測系統(tǒng)。首先概述了系統(tǒng)構成;然后詳細介紹了硬件設計,包括光路設計和電路設計;接著論述了軟件設計思想和實現(xiàn)方法,包括時序控制、信號調制、信號解調和數(shù)據解析,給出了軟件流程圖。最后用該檢測系統(tǒng)對光纖敏感環(huán)進行測試,輸出精度為62 Hz,優(yōu)于已有測試方案,表明光纖敏感環(huán)本征頻率檢測儀硬件和軟件設計合理有效。 

【文章來源】：彈箭與制導學報. 2020,40(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【圖文】：

本征頻率檢測儀系統(tǒng)組成

電路的核心由模數(shù)轉換器(ADC)、數(shù)字邏輯電路、數(shù)模轉換器(DAC)、串口芯片、LCD及其驅動電路構成,其中ADC時鐘頻率不大于ADC芯片的最高頻率40 MHz,DAC轉換器的最高頻率不得高于10 MHz,框圖如圖2所示。將DAC后端的光電相位調制線封裝成鱷魚夾形式,便于和待測敏感環(huán)的Y波導調制線連接。當光路和電路閉合后,干涉后的光信號經過光電探測器轉換為電信號,該信號經過放大后進入ADC,并在數(shù)字邏輯電路內由數(shù)字解調器調制、解調,獲得閉環(huán)補償后的調制頻率和真實本征頻率的誤差信號,該信號經過數(shù)字積分后就可以得到真實本征頻率。

由于存在時延τ,加載在兩束相向傳播光波上產生的調制相位差為:ΔΦ(t)=Φm(t)-Φm(t-τ)。當初始調制頻率和本征頻率不同時(T≠τ),則調制相位、調制相位差的時序關系如圖3、圖4所示。其中圖3為τ<T時,各光相位的疊加及相位差的波形圖;圖4為τ>T時,各光相位的疊加及相位差的波形圖。其中圖3(a)、圖3(b)、圖4(a)、圖4(b)為方波相位波形圖;圖3(c)、圖4(c)為疊加方波相位波形圖,圖3(d)、圖4(d)為疊加方波相位延τ波形圖,圖3(e)、圖4(e)為干涉點處相位差波形圖。圖4 τ<T時調制相位時序圖

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3604209