基于CDMA技術(shù)的光纖光柵傳感系統(tǒng)分析研究

5 實(shí)驗研究與結(jié)果分析

5.1 實(shí)驗研究情況

根據(jù)上面的理論分析，對系統(tǒng)進(jìn)行了初步的試驗研究。實(shí)驗方案如圖3所示。

實(shí)驗中，使用TMS320LF2407DSP開發(fā)板產(chǎn)生偽隨機(jī)3階7位、周期為0.7 ms的m序列，經(jīng)緩沖放大后調(diào)制ASE寬帶光源產(chǎn)生m序列光信號，并進(jìn)入傳感網(wǎng)絡(luò)。傳感網(wǎng)絡(luò)由1只光纖光柵應(yīng)力傳感器(中心波長為1550.84 nm，3dB帶寬為0.217nm)及1只裸光纖光柵(中心為1 550.12 nm，3 dB帶寬為O.302 nm)串行搭建。響應(yīng)度為0.9 A/W的光電探測器將傳感網(wǎng)絡(luò)光信號轉(zhuǎn)換成電信號后再將其分兩路送入12位精度的數(shù)據(jù)采集卡，同時DSP板所產(chǎn)生的m序列也由一個通道送入采集卡。從不同位置的光纖光柵反射回來的光信號因其傳輸距離不一樣而產(chǎn)生不同時間的延遲，利用m序列優(yōu)良的自相關(guān)和移位相關(guān)特性，通過控制接收端m序列的發(fā)送時間就可以對光柵的地址進(jìn)行識別。

實(shí)驗中，將采集到的信號在虛擬儀器軟件LabVIEW中進(jìn)行處理。具體處理如下所述：采集卡的3個通道中，第1，2兩個通道采集DSP通過緩沖驅(qū)動電路后的信號(其中一路信號需要將其延時);第3個通道采集送光電探測器探測到的信號。將3個通道的信號在同步節(jié)點(diǎn)下送入系統(tǒng)程序，程序后面板程序如圖4所示。

在第1個光纖光柵傳感器直接接入光路并考慮光速很大的情況下，其延時值以0處理。由于沒有光纖延時線，系統(tǒng)主要解調(diào)這個傳感器。第2個光柵與第一個傳感器之間連接了22 m的光纖，其延時值為0.15 ms(實(shí)際處理中考慮了硬件延時，設(shè)置為2個碼片的延時)。

根據(jù)系統(tǒng)原理，當(dāng)信道的相應(yīng)延時來到時，有尖銳的自相關(guān)出現(xiàn)，如圖5所示。對于其他通道，相同時刻的相關(guān)值很小。由此可以準(zhǔn)確地對相應(yīng)的傳感光柵進(jìn)行定位，即尋址。