0020] 在圖3~圖5中，C化為晶振時鐘電路輸出的50MHz基準(zhǔn)時鐘信號，SC化為16位 D/A轉(zhuǎn)換器的串行工作時鐘信號，CS為16位D/A轉(zhuǎn)換器的片選信號，din為輸入16位D/A 轉(zhuǎn)換器的串行數(shù)據(jù)，dds_data_out為孤S信號發(fā)生模塊輸出的脈沖信號的幅度量化序列。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 如圖1所示，窄線寬激光器1輸出的中屯、波長為1550.OOnm的連續(xù)光通過光隔離 器2后再經(jīng)過偏振控制器3調(diào)節(jié)成線偏振光，線偏振光從EOIM4的光輸入端輸入，EOIM4 在可調(diào)直流電壓源5和脈沖調(diào)制信號發(fā)生模塊6的驅(qū)動下將窄線寬連續(xù)激光調(diào)制成脈沖光 并從其光輸出端輸出，脈沖光經(jīng)過邸FA7放大后再由光衰減器8做適當(dāng)衰減W使得脈沖光 功率在光電探測器9的可探測光功率范圍內(nèi)，脈沖光經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換后變?yōu)橐子诮邮盏碾娦?號再輸入到多通道示波器10進(jìn)行波形顯示； 如圖2所示，所述的脈沖調(diào)制信號發(fā)生模塊6包括FPGA開發(fā)板11、16位D/A轉(zhuǎn)換器16、 低通濾波器17和電脈沖信號放大電路18,所述的FPGA開發(fā)板上包括晶振時鐘電路12、32 位相位累加器14和ROM查找表15構(gòu)成的DDS信號發(fā)生模塊13,晶振時鐘電路同時向32位 相位累加器和16位D/A轉(zhuǎn)換器提供工作時鐘信號W驅(qū)動其工作，32位相位累加器接收頻率 控制字和累加器本身的輸出返回值后進(jìn)行相位累加運(yùn)算并截取運(yùn)算結(jié)果的高18位數(shù)據(jù)作 為ROM波形存儲表的取樣地址，通過地址尋址方式從ROM波形查找表中讀出DDS波形數(shù)據(jù)， 并經(jīng)過16位D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后形成階梯波，階梯波再被低通濾波器17濾波平滑 后成為模擬波形輸出，此模擬信號經(jīng)過電脈沖信號放大電路18進(jìn)行適當(dāng)放大后再通過引 線I和引線II引出并行輸出的兩路，其中引線I引出的一路直接連接到示波器10上顯示， 引線II引出的一路從EOIM4的射頻信號輸入端口輸入W驅(qū)動EOIM4工作。通過在示波 器上觀察對比由引線I引出的脈沖調(diào)制信號波形和經(jīng)過調(diào)制放大和光電轉(zhuǎn)換后的脈沖信 號波形W便對脈沖信號做信號完整性分析及失真性分析。
[0022] 對脈沖光重復(fù)頻率的控制可W通過采用Verilog皿L或VHDL硬件描述語言在 FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)脈沖調(diào)制信號的輸出頻率控制電路，在頻率控制電路中設(shè)置多組頻率控制 字，再通過鍵控選擇頻率控制字的方式來調(diào)節(jié)控制脈沖調(diào)制信號的輸出頻率，從而達(dá)到調(diào) 節(jié)控制脈沖光信號的重復(fù)頻率的目的，脈沖調(diào)制信號的輸出頻率通過下式確定：
(公式2) 在上式中，Aw為脈沖調(diào)制信號的輸出頻率，偽J頻率控制字，片U為輸入基準(zhǔn)時鐘頻率， 巧3DDS脈沖信號發(fā)生模塊內(nèi)部的相位累加器字長。
[0023] 對脈沖調(diào)制信號和脈沖光信號的脈寬控制則通過在DDS信號發(fā)生模塊中設(shè)置多 個占空比不同的ROM查找表，再通過鍵控方式調(diào)節(jié)FPGA內(nèi)的脈沖寬度控制電路來選擇輸出 相應(yīng)脈寬的脈沖調(diào)制信號W實(shí)現(xiàn)分布式光纖傳感系統(tǒng)中脈沖光信號的脈寬調(diào)節(jié)。
[0024] 脈沖調(diào)制信號的電壓幅值可通過調(diào)節(jié)可調(diào)電脈沖信號放大電路的放大倍數(shù)來進(jìn) 行調(diào)節(jié)和控制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于BOTDR傳感系統(tǒng)的脈沖光信號的產(chǎn)生方法，其特征在于：它主要包括窄線 寬激光器、光隔離器、偏振控制器、電光強(qiáng)度調(diào)制器（EOM)、可調(diào)直流電壓源、脈沖調(diào)制信號 發(fā)生模塊、EDFA、光衰減器、光電探測器和多通道示波器，窄線寬激光器發(fā)出的連續(xù)激光通 過光隔離器后需要經(jīng)過三環(huán)機(jī)械式偏振控制器調(diào)節(jié)為線偏振光，脈沖調(diào)制信號發(fā)生模塊以 FPGA硬件為平臺產(chǎn)生重復(fù)頻率和脈沖寬度都可調(diào)節(jié)的脈沖調(diào)制信號，脈沖調(diào)制信號發(fā)生 模塊的輸出端與EOIM的射頻信號輸入端相連接，可調(diào)直流電壓源連接到EOIM的Bias端， EOM的直流偏置電壓通過可調(diào)直流電壓源來提供。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于BOTDR傳感系統(tǒng)的脈沖光信號的產(chǎn)生方法，其特征 在于：所述的脈沖調(diào)制信號發(fā)生模塊包括FPGA開發(fā)板、16位D/A轉(zhuǎn)換器、低通濾波器和電 脈沖信號放大電路，F(xiàn)PGA開發(fā)板上被選用的I/O端口分別與16位D/A轉(zhuǎn)換器的各個輸入管 腳一一對應(yīng)連接，并由外部直流電壓源為16位D/A轉(zhuǎn)換器的VCC端提供工作電壓，D/A轉(zhuǎn) 換器的輸出端和電脈沖信號放大電路之間連接有低通濾波器，電脈沖信號放大電路輸出端 和EOIM的射頻信號輸入端相連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于BOTDR傳感系統(tǒng)的脈沖光信號的產(chǎn)生方法，其特征 在于：所述窄線寬激光器可以發(fā)射連續(xù)激光，且發(fā)出的連續(xù)激光的中心波長為1550.0 Onm， 所述的電光強(qiáng)度調(diào)制器可接收光波的中心波長需與窄線寬激光器的中心波長相匹配，工作 光波的中心波長為1550.0 Onm。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于BOTDR傳感系統(tǒng)的脈沖光信號的產(chǎn)生方法，其特征 在于：所述的FPGA開發(fā)板上包括晶振時鐘電路和通過Verilog HDL或VHDL硬件描述語言 設(shè)計(jì)的DDS信號發(fā)生模塊、脈沖信號頻率控制電路和脈沖寬度控制電路。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于BOTDR傳感系統(tǒng)的脈沖光信號的產(chǎn)生方法，其特征 在于：脈沖光信號的重復(fù)頻率能通過FPGA內(nèi)部所設(shè)計(jì)的頻率控制電路來進(jìn)行鍵控式調(diào)節(jié)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于BOTDR傳感系統(tǒng)的脈沖光信號的產(chǎn)生方法，其特征 在于：脈沖光信號的脈沖寬度能通過FPGA內(nèi)部所設(shè)計(jì)的脈沖寬度控制電路來進(jìn)行鍵控式 調(diào)節(jié)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于BOTDR傳感系統(tǒng)的脈沖光信號的產(chǎn)生方法，其特征 在于：電脈沖調(diào)制信號的電壓通過可調(diào)電脈沖信號放大電路進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于BOTDR傳感系統(tǒng)的脈沖光信號的產(chǎn)生方法，它所涉及的系統(tǒng)包括窄線寬激光器、光隔離器、偏振控制器、電光強(qiáng)度調(diào)制器(EOIM)、可調(diào)直流電壓源、脈沖調(diào)制信號發(fā)生模塊、EDFA、光衰減器、光電探測器和多通道示波器，窄線寬激光器與偏振控制器之間連有光隔離器，偏振控制器的輸出端與EOIM的光輸入端連接，EOIM的輸出端與EDFA的輸入端連接，EDFA的輸出端和光電探測器的光輸入端之間連有光衰減器，光電探測器的輸出端連接到示波器，可調(diào)直流電壓源連接到EOIM的Bias端，脈沖調(diào)制信號發(fā)生模塊輸出端與EOIM的射頻端連接。本發(fā)明產(chǎn)生的ns級脈沖光在分布式光纖傳感系統(tǒng)中作為激勵光具有脈寬和重復(fù)頻率可調(diào)節(jié)控制的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01D5/26
【公開號】CN104964698
【申請?zhí)枴緾N201510205040
【發(fā)明人】黎燕兵, 萬生鵬
【申請人】南昌航空大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年4月28日...