基于S3C44B0的布拉格光纤光栅传感信号处理系统的设计与实现

　　布拉格光纤光栅传感器常常用在特殊和重要领域，作为布拉格光纤光栅传感器信号处理系统，不仅要求能够准确可靠、高性能地完成传感信号的解调工作，工程上还常常要求系统具有高标准的附加功能，如：Internet连接、USB接口、标准串行口、非易失性数据记录、图示化人机界面、便携等，要达到这些要求，采用嵌入式微控器作为系统的控制核心是一种最佳选择。

　　系统的控制核心还须控制布拉格光纤光栅传感信号的解调和对解调后信号的处理。用于布拉格光纤光栅传感信号解调的光纤法-柏分析器事实上是一个压控的光带通滤波元件，如果给布拉格光纤光栅传感器注入宽带光信号，将布拉格光纤光栅反射的窄带光加到光纤法-柏分析器的输入端，通过给光纤法-柏分析器的压控端加上一个三角形的扫描电压，则在光纤法-柏分析器的输出端即可得到一个与输入窄带光光谱相对应的时间域电信号。这个时域信号经过放大、整形，处理为一个系列脉冲信号，这个系列脉冲信号中的各个脉冲在时间域上的相对位置就包含了布拉格光纤光栅传感器反射的窄带光光谱信息。图1指示了这个解调过程。由于布拉格光纤光栅仅反射特定波长的光波，通过合理设计各传感器反射的中心频率，布拉格光纤光栅传感器可以串连使用。工程中一般设计成将多个传感器串连使用，这样，每个信号解调器就可以同时完成对多个传感器的解调工作。这也是布拉格光纤光栅传感器的另一个优点。

　　 图1　 布拉格光纤光栅传感信号解调过程

　　识别脉冲信号中各个脉冲所出现的相对时刻是对这个信号进行处理的主要任务，对它的识别精度直接关系到系统测量精度和性能。按照工程上要求和现有光纤法-柏分析器性能指标，要求系统测量速度不小于50次/秒，测量分辨率大于1/30000。这就要求脉冲时间识别的分辨率达到1/1500000秒，约为0.67uS。考虑到光纤法-柏分析器要求的回扫时间损失，脉冲时间识别的实际分辨率必须小于0.50uS。