CN200989791Y - 多通道光纤光栅解调器 - Google Patents

多通道光纤光栅解调器 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种多通道光纤光栅解调器，包括与上位机通信连接的单片机MCU，与该单片机MCU信号输出接口依次连接的第一D/A转换器、SLED激光光源及MEMS光开关，MEMS光开关连接有若干光栅；还包括一DSP信号处理器，与该DSP信号处理器信号输出接口依次连接的第二D/A转换器、驱动电路、MEMS可调F－P腔滤波器，DSP信号处理器的信号输入接口还接有一A/D转换器，该A/D转换器的信号输入接口连接有一光电探测器，所述SLED激光光源、MEMS光开关、MEMS可调F－P腔滤波器通过光纤与一耦合器相耦合。能实现多通道、高精准性、高稳定性、重复性好的光栅波长信号检测功能。

Description

多通道光纤光栅解调器
技术领域
本实用新型涉及一种基于微机电系统(MEMS)技术的光纤光栅解器，更具体地说，是涉及一种主要用于光纤光栅波长测量和应用于土木工程、石化及电力系统等领域的监测的光纤传感网络检测的多通道光纤光栅波长信号解调设备。
背景技术
目前，用于光纤光栅波长信号检测的光纤光栅解调器，精度比较低，稳定性和重复性差，体积比较大，携带不方便，不能够满足多个监测领域的需求。当要求精度高，稳定性好光栅波长信号检测时就达不到要求，当光纤传感网络所处地理环境复杂时就出现解调器携带麻烦及安装困难等问题，给实际工程带来了极大的不便。所以，现时光纤光栅解调器不适于现代电子设备的发展趋势和市场用户的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种高精度、高稳定、重复性好、体积小、便于携带、综合性强的多通道光纤光栅波长信号解调设备。
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：构造一种多通道光纤光栅解调器，包括与上位机电信连接的单片机MCU，该单片机MCU与上位机通过通信接口相连接，所述单片机MCU信号输出接口与第一D/A转换器的信号输入接口相连接，该第一D/A转换器的信号输出接口与SLED激光光源及MEMS光开关相连接，MEMS光开关连接有若干光栅；还包括一DSP信号处理器，与DSP信号处理器信号输出接口相连接的第二D/A转换器，该第二D/A转换器的信号输出接口与一驱动电路相连接，驱动电路与MEMS可调F-P腔滤波器信号输入接口相连接；所述DSP信号处理器的信号输入接口还接有一A/D转换器，该A/D转换器的信号输入接口与一光电探测器相连接；所述SLED激光光源、MEMS光开关、MEMS可调F-P腔滤波器通过光纤与一耦合器相耦合。
所述单片机MCU与DSP信号处理器之间还连接有一共享存储器。
所述DSP信号处理器还连接有一扩展存储系统FALSH ROM。
本实用新型所述的多通道光纤光栅解调器的有益效果是，通过采用单片机MCU和DSP信号处理器双微处理器，对SLED激光光源、MEMS光开关、MEMS可调F-P腔滤波器、光电探测器进行调节控制，可实现多通道、高精准性、高稳定性、重复性好的光栅波长信号检测功能，且解调器小巧、易于携带各和使用。
附图说明
图1是本实用新型多通道光纤光栅解调器的连接结构原理图。1、SLED激光光源  2、MEMS光开关  3、光栅  4、耦合器  5、驱动电路6、MEMS可调F-P腔滤波器  7、光电探测器，  8.第一D/A转换电路  16、第二D/A转换器  9、共享存储器  10、单片机MCU  11、A/D转换器、12、DSP信号处理器  13、RS-232串行通信接口  14、扩展存储系统FALSH ROM15、上位机。
具体实施方式
参照图1，提供一种多通道光纤光栅解调器，包括上位机15，所述上位机15是具有RS-232串行通信接口13的PC机或可通信的处理器，还包括与上位机13通信连接的单片机MCU10，该单片机MCU10与上位机15通过RS-232串行通信接口13相连接，所述单片机MCU10信号输出接口与第一D/A转换器8的信号输入接口相连接，该第一D/A转换器8的信号输出接口与SLED激光光源1及MEMS光开关2相连接，MEMS光开关2连接有若干光栅3，所述MEMS光开关2采用阵列为1×2，其驱动方式为静电驱动；还进一步包括一DSP信号处理器12，与DSP信号处理器12信号输出接口相连接的第二D/A转换器16，该第二D/A转换器16的信号输出接口与一驱动电路5相连接，驱动电路5与MEMS可调F-P腔滤波器6信号输入接口相连接；所述DSP信号处理器12的信号输入接口还接有一A/D转换器11，该A/D转换器11的信号输入接口与一光电探测器7相连接；所述SLED激光光源1、MEMS光开关2、MEMS可调F-P腔滤波器6通过光纤与一耦合器4相耦合。
在所述单片机MCU10与DSP信号处理器12之间还连接有一共享存储器9。
所述第一D/A转换器8、第二D/A转换器16是采用单电源、并行接口、多通道满量程输出的电压型D/A转换器。
所述A/D转换器11是采用单电源、并行接口、多通道满量程输出的电压型A/D转换器。
所述DSP信号处理器12还连接有一扩展存储系统FALSH ROM14，当DSP信号处理器12自身不够时，可采用该扩展存储系统FALSH ROM14。
当设备加电启动时，上位机15的数字信号经RS-232 13进入单片机MCU10，由单片机MCU10将数字信号经第一D/A转换器8转换成相应的模拟电信号来启动SLED激光光源1和MEMS光开关2，并选择相应的通道。当SLED激光光源1的激光通过光栅3时，它就能形成相应波长的反射光，再经耦合器4将反射光耦合到MEMS可调F-P腔滤波器6，而与此同时，DSP信号处理器12发出数字电压，经过第二D/A转换器16转换成模拟电压，进入到驱动电路5产生驱动电压来驱动MEMS可调F-P腔滤波器6进行导通频带扫描，当反射光进入其中，其某一中心波长与反射光波长相等时，那么这个反射光就会通过MEMS可调F-P腔滤波器6进入到光电探测器在7中，光电探测器再将其转换成电信号经A/D转换器11转换成数字信号存储到DSP信号处理器12中，然后，DSP信号处理器12首先读取反射光波长值对应的数字信号数据，再根据可调MEMS可调F-P腔滤波器6的反射光波长值与其相对应的数字信号数据标定表，求出反射光波长值。再将其存储于共享存储器9中，再由单片机MCU10读取这些数据再传送给上位机15。当DSP信号处理器12在运算的过程中，自身的存储器不够的情况下可采用扩展存储系统FALSH ROM14。

Claims (8)

1、一种多通道光纤光栅解调器，其特征在于，包括与上位机通信连接的单片机MCU，该单片机MCU与上位机通过通信接口相连接，所述单片机MCU信号输出接口与第一D/A转换器的信号输入接口相连接，该第一D/A转换器的信号输出接口与SLED激光光源及MEMS光开关相连接，MEMS光开关连接有若干光栅；还包括一DSP信号处理器，与DSP信号处理器信号输出接口相连接的第二D/A转换器，该第二D/A转换器的信号输出接口与一驱动电路相连接，驱动电路与MEMS可调F-P腔滤波器信号输入接口相连接；所述DSP信号处理器的信号输入接口还接有一A/D转换器，该A/D转换器的信号输入接口与一光电探测器相连接；所述SLED激光光源、MEMS光开关、MEMS可调F-P腔滤波器通过光纤与一耦合器相耦合。
2、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，在所述单片机MCU与DSP信号处理器之间还连接有一共享存储器。
3、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述的通信接口是RS-232串行通信接口。
4、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述MEMS光开关采用阵列为1×2，其驱动方式为静电驱动。
5、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述第一D/A转换器、第二D/A转换器是采用单电源、并行接口、多通道满量程输出的电压型D/A转换器。
6、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述A/D转换器是采用单电源、并行接口、多通道满量程输出的电压型A/D转换器。
7、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述上位机是具有RS-232串行通信接口的PC机或可通信的处理器。
8、根据权利要求1所述的多通道光纤光栅解调器，其特征在于，所述DSP信号处理器还连接有一扩展存储系统FALSH ROM。
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