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正文摘录:

第32卷第11期2005年11月应Applied科技andTechnologyV01.32.№.11NOV.2005文章编号：1009—671X(2005)11—0010—03基于CPLD的数字式干涉型光纤传感器条纹细分方案张爱珍，曹家年，海涛(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：时序控制是实现数字式光纤传感器条纹细分的一个重要环节，它关系到输出的各路采样脉冲之间能否保持同步相位关系以及测量的准确度.对数字式干涉型光纤传感器条纹细分原理进行了简要的分析，设计了一种采用VHDL语言进行CPLD软件控制时序的处理方案来实现周期性采样控制脉冲.该方案电路简单，可靠性强，易于升级，是一种值得推广的设计.关键词：时序控制；数字式光纤传感器；条纹细分；VHDL；CPLD中图分类号：TN253文献标识码：AFringesubdivisionschemefordigitalinterferometricfiberopticsensorsbasedonCPLDZHANGAi—zhen，CAOJia—nian，HAITao(SchoolofInformationandCommunicationEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin~0001，China)Abstract：ThesequentialcontrolisanimportantlinkfortherealizationoffringesubdivisionofdigitalfiberopticsensorS.whichisrelatedtothephasesynchronizationoftheoutputsamplingpulsesfromdifferentchannelsandtheirprecisions.Theelementsoffringesubdivisionarebrieflyanalyzed，andasignalprocessingschemebasedonCPLDisdesignedbyusingVHDLlanguagetocontroltimesequencestoacquireperiodicalsamplingpulses.Thedesignissimpler.morereliable.easiertoupgradeandworthpopularizing.Keywords：sequentialcontrol；digitalfiberopticsensors；fringesubdivision；VHDL；CPLD数字式干涉型光纤传感器属于条纹计数式的数字传感器¨。]，它具有抗电磁干扰、适于远距离传输、不受干涉信号幅度和可见度的影响等优点，受到研究人员的关注.它的基本原理是利用M—z干涉仪将被测信号变化转变为干涉仪两臂相位差的变化，经光电转换后变为周期性变化的正弦信号.因为系统检测的是大相移信号，在测量准确度要求不是很高的情况下，将正弦信号整形为周期性矩形波，通过辨向和计数技术得到被测信号.而且数字式干涉型光纤传感器利用易于实现主动相位调制这一优点，通过高频扫描信号，进行分时采样得到不同初始相位的条纹信号，经过辨向和计数后即可测出相移信号，实现高倍数细分、高准确度测量.本文对数字式干涉型光纤传感器的原理及实现进行了理论分析，并提出一种基于CPLD的信号处理方案，对干涉仪进行主动相位调制，以实现数字式干涉型光纤传感器的直接条纹细分¨。.1数字式干涉型光纤传感器基本原理本文用马赫一曾特尔(Mach—Zehnder)光纤干涉仪构成传感器，图1是整个系统的原理框图.半导体激光器作光源，由2个3dB耦合器、测量臂和参考臂组成M—z干涉仪，两臂基本等长，干涉仪输出的光信号由一个光电检测器D转化为电信号.干涉仪输出的光强为I=A+Bcos中.(1)式中：A、B都是与光源发光功率有关的常量，B=kA，矗≤1为干涉条纹可见度，中为两臂光波的相位差，其值为中=wnlv／c.(2)式中：C为真空中的光速，n为光纤折射率，”为激光光频，Z为两臂长度差.如果以△西表示相位差的变化，则有收稿日期：2004—07—13.作者简介：张爱珍(1979一)，女，硕士研究生，主要研究方向：通信与信息系统