光纖訊號採集與處理操作

2021-09-01 18:29:37 字數 1566 閱讀 5110

慕雷電子

「超寬頻訊號高速資料連續採集儲存回放系統」和「光纖訊號高速記錄回放系統」已大量應用於科研及國防等領域  。

1. 系統設計

1.1

結構設計

「超寬頻訊號高速資料連續採集儲存回放系統結構如圖1

所示。元件分為發射端、光纖和接收端

3部分。發射端由

1級模組、

2級模組、

3級模組組成。

1級模組用於採集應變訊號,每個

1級模組最多可以採集

16路應變訊號;

2級模組、

3級模組用於資料復接和通訊,每個

2級模組最多可以接16只

1級模組,最多可以採集

256路應變訊號;每個

3級模組最多可以接

16只二級模組,最多可採集

4 096

路應變訊號。一架飛機最多需要3只

3級模組就可以達到採集所有節點的目的,

3級模組把採集到的

4 096

路應力訊號轉換成光訊號通過光纖傳輸到遠端,在遠端再通過光電轉換轉換成電訊號並接收、解碼、提取、送到上位機進行處理。而且本產品可以根據要採集的應變路數隨意增減模組數量,如果要採集幾百路應變訊號,只需要若干個1級、

2級模組,如果採集幾十路應變訊號,則幾個

1級模組就可以滿足要求,組合自由。如果其中某一模組不能正常工作,可以直接更換而不影響整個系統的工作。

微弱訊號的檢測,存在以下難點:(

1)電橋電壓的波動,引起輸出的波動。(

2)應變片阻值一致性差,造成測量誤差。(

3)應變片由於溫度的補償不解決,影響電橋輸出量不精確。(4)

a/d轉換器的位數影響,

a/d轉換位數多,則轉換精度高、速率低。反之,則轉換精度低、速率高。(

5)濾波器設計的準確與否,將決定能否將雜訊訊號濾除。(

6)由於開始懸掛重物時,懸樑臂的抖動,會使輸出電壓不穩定,從而產生誤差。

針對以上問題,文中提出的改進方法如下:(

1)採用高精度穩壓電源。(

2)對應變片進行篩選,採用物理效能相同的應變片。(

3)對應變片採用溫度補償裝置,並在軟體上進行補償,使溫度對應變片的影響降到最低。(

4)在滿足速率效能指標的前提下盡可能提

a/d轉換器的位數,減小量化誤差。(

5)進一步準確的設計濾波器,將雜訊訊號充分濾除。(

6)延遲一定的時間,等訊號穩定後再進行取樣。 16

路序列資料送到

2級模組,

cpld把16

路序列訊號接收過來,因為每一路序列訊號包含

16路應變訊號,

16路序列訊號總共含有

256路應變資料,

cpld

把256

路應變資料進行資料復接、資料編碼、並串轉換等一系列處理,轉換成按一定次數排列的序列訊號,傳送到下一級模組。

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