BOTDA分布式光纤传感器高速数据采集系统设计
发布时间：2022-01-27 10:28
BOTDA分布式光纤传感器具有传感距离远、测量精度高,温度和应变同时测量等优点,是目前国内外研究的一个热点,在大型建筑物、石油管道、通信系统、电力系统等的安全监测和事故预警有着重要的应用前景。但是受相关器件和技术的制约,BOTDA分布式光纤传感技术还不能完全满足实际工程的需要,如高速布里渊散射信号探测与采集处理便是其中一项急需解决的关键技术。因此本文在BOTDA分布式光纤传感器实际需要的基础上,设计了高速数据采集系统。本文根据BOTDA系统的性能指标确定高速数据采集系统的设计方案,以ADC+FPGA+USB3.0为架构,实现高速布里渊散射信号的探测、采集、处理等。为了实现高速布里渊散射信号的探测,设计了光电探测模块,包括光电转换电路、平衡放大电路、R-2R网络程控衰减电路的设计,具有连续光和脉冲光均可探测、自动调节输出电压的特点;为了满足长距离高分辨率BOTDA系统的要求,设计了高速数据采集模块,包括高速A/D模块、FPGA模块、USB模块、PCB板的设计,实现高速布里渊散射信号的采集、处理等,采样率为500MSPS,具有体积小、使用方便等特点;为了实现微弱布里渊散射信号的提取,设计了...
【文章来源】：北京石油化工学院北京市
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模数转换过程
图 3-6AD620SQ 内部电路简图Fig.3-6 AD620SQ internal circuit diagram由图 3-6 可知，双极差分输入是由三级管 Q1 和 Q2 提供。由于内部，该芯片的输入偏移电流比一般的差分放大芯片低 10 倍。通过 Q1-
图 3-8 倒 T 型电阻网络 DAC 转换器Fig.3-8 Inverted T-Type Resistor Network DAC ConverterDAC 转换器可分为 T 型电阻网络 DAC、倒 T 型电阻网络 DAC、权电 DAC、权电流型 DAC 等。由于倒 T 型电阻网络 DAC 转换器具有转换
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于USB口的雕刻机在实验室应用与实践[J]. 杨义,陈勇,杨周. 实验科学与技术. 2018(01)
[2]基于DSP的高速数据采集与存储系统设计[J]. 张达亿,张楠. 现代计算机(专业版). 2018(04)
[3]光纤传感器的发展及应用[J]. 余子珩. 电子测试. 2017(11)
[4]数据采集系统的发展与研究[J]. 陈丽萍,李岑. 电脑知识与技术. 2015(17)
[5]基于BOTDA的分布式光纤传感技术新进展[J]. 彭映成,钱海,鲁辉,郭弦. 激光与光电子学进展. 2013(10)
[6]微弱光信号的光电探测放大电路的设计[J]. 李鹏,祝连庆,陈青山,周维虎,韩晓泉. 电子元器件应用. 2012 (07)
[7]基于USB-FIFO的FPGA与上位机通信的设计与实现[J]. 裴向东,陈箫,谭秋林,朱思敏,熊继军. 计算机测量与控制. 2012(04)
[8]基于FPGA的高速信号采集板卡的设计[J]. 王晓彬,马戎,李乐尧,付维平,刘广森. 测控技术. 2011(06)
[9]赛普拉斯推出极速USB3.0解决方案——EZ-USB FX3控制器[J]. 胥京宇. 世界电子元器件. 2011(05)
[10]光纤传感器的应用现状及未来发展趋势[J]. 卢一鑫,杨璐娜. 科技信息. 2011(03)
硕士论文
[1]基于FPGA分布式光纤传感系统的设计及实现[D]. 曾少航.南昌航空大学 2017
[2]基于SOPC的PCI-E高速数据采集系统的设计及实现[D]. 贾磊.中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院) 2017
[3]高速数据采集系统实现及其应用[D]. 熊飞.南京理工大学 2017
[4]高速多通道采样系统数据接口技术研究与实现[D]. 赵玉祥.电子科技大学 2016
[5]多路数据采集系统设计与实现[D]. 周显.南京理工大学 2016
[6]基于USB3.0的数据采集系统设计[D]. 颜航天.华中科技大学 2016
[7]基于FPGA的红外图像USB接口技术研究[D]. 吴超.北方工业大学 2014
[8]四通道高速数据接收与存储系统设计[D]. 何文.国防科学技术大学 2014
[9]800MSPS FADC数据采样系统设计与实现[D]. 李楠.清华大学 2006
本文编号：3612313
【文章来源】：北京石油化工学院北京市
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
模数转换过程
图 3-6AD620SQ 内部电路简图Fig.3-6 AD620SQ internal circuit diagram由图 3-6 可知，双极差分输入是由三级管 Q1 和 Q2 提供。由于内部，该芯片的输入偏移电流比一般的差分放大芯片低 10 倍。通过 Q1-
图 3-8 倒 T 型电阻网络 DAC 转换器Fig.3-8 Inverted T-Type Resistor Network DAC ConverterDAC 转换器可分为 T 型电阻网络 DAC、倒 T 型电阻网络 DAC、权电 DAC、权电流型 DAC 等。由于倒 T 型电阻网络 DAC 转换器具有转换
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于USB口的雕刻机在实验室应用与实践[J]. 杨义,陈勇,杨周. 实验科学与技术. 2018(01)
[2]基于DSP的高速数据采集与存储系统设计[J]. 张达亿,张楠. 现代计算机(专业版). 2018(04)
[3]光纤传感器的发展及应用[J]. 余子珩. 电子测试. 2017(11)
[4]数据采集系统的发展与研究[J]. 陈丽萍,李岑. 电脑知识与技术. 2015(17)
[5]基于BOTDA的分布式光纤传感技术新进展[J]. 彭映成,钱海,鲁辉,郭弦. 激光与光电子学进展. 2013(10)
[6]微弱光信号的光电探测放大电路的设计[J]. 李鹏,祝连庆,陈青山,周维虎,韩晓泉. 电子元器件应用. 2012 (07)
[7]基于USB-FIFO的FPGA与上位机通信的设计与实现[J]. 裴向东,陈箫,谭秋林,朱思敏,熊继军. 计算机测量与控制. 2012(04)
[8]基于FPGA的高速信号采集板卡的设计[J]. 王晓彬,马戎,李乐尧,付维平,刘广森. 测控技术. 2011(06)
[9]赛普拉斯推出极速USB3.0解决方案——EZ-USB FX3控制器[J]. 胥京宇. 世界电子元器件. 2011(05)
[10]光纤传感器的应用现状及未来发展趋势[J]. 卢一鑫,杨璐娜. 科技信息. 2011(03)
硕士论文
[1]基于FPGA分布式光纤传感系统的设计及实现[D]. 曾少航.南昌航空大学 2017
[2]基于SOPC的PCI-E高速数据采集系统的设计及实现[D]. 贾磊.中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院) 2017
[3]高速数据采集系统实现及其应用[D]. 熊飞.南京理工大学 2017
[4]高速多通道采样系统数据接口技术研究与实现[D]. 赵玉祥.电子科技大学 2016
[5]多路数据采集系统设计与实现[D]. 周显.南京理工大学 2016
[6]基于USB3.0的数据采集系统设计[D]. 颜航天.华中科技大学 2016
[7]基于FPGA的红外图像USB接口技术研究[D]. 吴超.北方工业大学 2014
[8]四通道高速数据接收与存储系统设计[D]. 何文.国防科学技术大学 2014
[9]800MSPS FADC数据采样系统设计与实现[D]. 李楠.清华大学 2006
本文编号：3612313
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