基于CDMA技术的光纤光栅传感系统分析研究

5 实验研究与结果分析

5.1 实验研究情况

根据上面的理论分析，对系统进行了初步的试验研究。实验方案如图3所示。

实验中，使用TMS320LF2407DSP开发板产生伪随机3阶7位、周期为0.7 ms的m序列，经缓冲放大后调制ASE宽带光源产生m序列光信号，并进入传感网络。传感网络由1只光纤光栅应力传感器(中心波长为1550.84 nm，3dB带宽为0.217nm)及1只裸光纤光栅(中心为1 550.12 nm，3 dB带宽为O.302 nm)串行搭建。响应度为0.9 A/W的光电探测器将传感网络光信号转换成电信号后再将其分两路送入12位精度的数据采集卡，同时DSP板所产生的m序列也由一个通道送入采集卡。从不同位置的光纤光栅反射回来的光信号因其传输距离不一样而产生不同时间的延迟，利用m序列优良的自相关和移位相关特性，通过控制接收端m序列的发送时间就可以对光栅的地址进行识别。

实验中，将采集到的信号在虚拟仪器软件LabVIEW中进行处理。具体处理如下所述：采集卡的3个通道中，第1，2两个通道采集DSP通过缓冲驱动电路后的信号(其中一路信号需要将其延时);第3个通道采集送光电探测器探测到的信号。将3个通道的信号在同步节点下送入系统程序，程序后面板程序如图4所示。

在第1个光纤光栅传感器直接接入光路并考虑光速很大的情况下，其延时值以0处理。由于没有光纤延时线，系统主要解调这个传感器。第2个光栅与第一个传感器之间连接了22 m的光纤，其延时值为0.15 ms(实际处理中考虑了硬件延时，设置为2个码片的延时)。

根据系统原理，当信道的相应延时来到时，有尖锐的自相关出现，如图5所示。对于其他通道，相同时刻的相关值很小。由此可以准确地对相应的传感光栅进行定位，即寻址。