基于FPGA的宽光谱光纤法珀干涉信号的稀疏采样系统的研究
Research on High Speed Sparse Sampling System for Wide Spectral Fiber Fabry Sensor Signals Based on FPGA
DOI: 10.12677/OJCS.2018.74013, PDF,    国家自然科学基金支持
作者: 张 林*, 陈伟民, 齐 翊, 冯江华, 谢菊霞：重庆大学光电工程学院，重庆
关键词: 宽光谱光纤法珀传感；光谱采集；FPGA；稀疏采样；Wide-Spectrum Fiber Fabry Sensing； Spectral Acquisition； FPGA； Sparse Sampling
摘要: 现有的宽光谱光纤法珀干涉信号的快速解调算法模型能在减少两个数量级的光谱采样点的基础上对信号进行解调，保证原有精度，这为大幅度提高光谱探测型宽光谱光纤法珀系统的解调速度奠定了基础。本文设计了一种对宽光谱干涉信号进行40个采样点的高速稀疏采样硬件系统。通过对同一法珀宽光谱干涉信号进行光谱仪密集采样与稀疏采样的结果对比，得出稀疏采样硬件系统能很好地复现宽光谱干涉信号的结论。这对宽光谱光纤法珀传感器应用于高速监测领域具有重要意义。
Abstract: The existing fast demodulation model of the wide-spectrum fiber fabry interference signal can demodulate the signal based on the reduction of the spectral sampling points of two orders of magnitude to ensure the original accuracy, which lays the foundation for greatly improving the demodulation speed of wide-spectrum fiber fabry system. In this paper, a high-speed sparse sampling hardware system with 40 sampling points for wide-spectrum interference signals is designed. By comparing the results of dense sampling and sparse sampling of the same Fabry-spectrum interference signal, the conclusion that the sparse sampling hardware system can reproduce the wide-spectrum interference signal well is obtained. This is of great significance for the application of wide-spectrum fiber fabry sensors in high-speed monitoring.
文章引用：张林, 陈伟民, 齐翊, 冯江华, 谢菊霞. 基于FPGA的宽光谱光纤法珀干涉信号的稀疏采样系统的研究[J]. 电路与系统, 2018, 7(4): 101-110. https://doi.org/10.12677/OJCS.2018.74013

参考文献

[1] 陈伟民, 雷小华, 张伟, 等. 光纤法布里–珀罗传感器研究进展[J]. 光学学报, 2018, 38(3): 132-145.
[2] 章鹏, 朱永, 唐晓初, 陈伟民. 基于傅里叶变换的光纤法布里–珀罗传感器解调研究[J]. 光学学报, 2005, 25(2): 186-189.
[3] Yu, Z.H. and Wang, A.B. (2016) Fast Demodulation Algorithm for Multiplexed Low-Finesse Fabry-Perot Interferometers. Journal of Lightwave Tech-nology, 34, 1015-1019. [Google Scholar] [CrossRef] 
[4] 怀鑫. 光纤传感网络中微弱光信号的检测[D]. 北京: 北京交通大学, 2017.
[5] 杨小优, 唐政维, 周平等. PIN光电探测器低噪声前置放大电路设计[J]. 电子质量, 2012(3): 43-45.
[6] 胡涛, 司汉英. 光电探测器前置放大电路设计与研究[J]. 光电技术应用, 2010, 25(1): 52-55.
[7] 宋涛, 张斌, 罗倩倩. 光电转换电路的设计与优化[J]. 光电技术应用, 2010, 25(6): 46-48.
[8] 张国雄, 李醒飞. 测控电路[M]. 北京: 机械工业出版社, 2011.
[9] 张贵清, 朱磊, 颜露新, 等. 基于FPGA的多路同步实时数据采集方案设计与实现[J]. 测控技术, 2005, 24(12): 26-29.
[10] 林长青, 孙胜利. 基于FPGA的多路高速数据采集系统[J]. 电测与仪表, 2005, 42(5): 52-54.
[11] 胡波, 李鹏. 异步FIFO在FPGA与DSP通信中的运用[J]. 电子科技, 2011, 24(3): 53.