一种新犁光纤光栅传感器解调系统

硬件设计的整体思路为：通过光调制器，在宽带光源上附加2 kHz的载波。光源通过FBG传感器解调制后，反射光经线性滤波器分为两束出射光。2个光敏二极管作为光探测器接收光信号。互阻抗放大电路将测得的光强度信号转换成电压信号。经隔直放大电路和锁相放大电路提取有用信号，进入微处理器ADuC847内置的A/D采集模块，将模拟信号转换为数字信号。数据通过分析计算后，微处理器将结果送液晶显示。

该硬件设计具有如下特点：

1)采用2路PIN光探测系统分别检测滤波光信号和参考光信号的光强。由经模拟调理电路提取有用信号，进入微处理器进行数据处理，即可得到传感器反射的中心波长漂移量和待测的物理量，实现传感量的解凋。同时，采用这样的双光路探测电路还可消除光源功率波动和温度变化对电路的影响。 2)光探测器得到的电流信号通过互阻抗放大器转换为电压信号，隔直后进入放大器以去除光敏二极管暗电流、运算放大器偏置电压等直流噪声的影响。

3)通过控制光调制器，把光信息调制到高频交流光信号上。采用由模拟乘法器和低通滤波器实现的锁相放大电路，把被测信号恢复出来，从而大大降低高斯白噪声、杂散光等交流噪声的影响，有效提取有用信号，提高信噪比。

4)采用单片机ADuC847，利用该芯片集成的24位∑-△高精度A/D转换模块有效确保模数转换的精度，降低了噪声、提高了动态范围，同时结构简单，节省了系统的空间。

5)采用USB接口便于数据存储和数据传输。工作于设备模式时，实现微控制器与计算机通信，便于数据后续分析和处理;工作于主机模式时，满足解调系统用于现场测量和野外工作的要求，通过常用的USB存储设备(包括USB硬盘/USB闪存盘/U盘)即可实现数据的保存。

6)采用显示模块和人机对话模块实现系统的可视化和人性化。

7)通过单片机控制数字频率合成器(DDS)输出2路正交信号，以用于调制解调，操作方便。