| 【中文题名】 | 基于DSP的OTDR信号处理 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 光学工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-8 |
| 【中关键词】 | OTDR,DSP,动态范围,空间分辨率,软件,光纤线圈绕制 |
| 【英关键词】 | OTDR,DSP,Spatial Resolution,Dynamic range,Software,Fiber coil winding, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>通信>通信理论>信号处理>数字信号处理 |
| 【论文摘要】 |
光时域反射仪(Optic Time Domain Reflectometry OTDR)是表征光纤传输特性的测量仪器。与传统的传感器相比,基于OTDR原理的分布式光纤传感器,具有诸多优点:“集传感与传输于一体”、单位信息成本低、高空间分辨率、高精度和非破坏性等。而且在具有强电磁干扰或易燃易爆的恶劣环境下,它具有无可比拟的优点。
本论文深入探讨OTDR原理、国内外的研究现状,针对当今OTDR的发展方向,研究了一种基于DSP芯片处理的OTDR系统。论文采用DSP作为下位机的主控和数据处理芯片,它控制激光器发出一束窄脉冲光,并利用光电探测器对后向瑞利信号进行光电转换和利用A/D转换器进行数据采样。然后DSP处理器对采样数据作相应的处理(比如:求和取平均和数字滤波)。最后利用USB和UART接口把处理后的数据传输给PC机。在系统中,PC机只作为参数设定平台和数据显示平台。
本文概述了提高OTDR的精度的各种方法,并详细论述了采用平均求和的方法对ADC的量化精度和OTDR信号信噪比的影响,并推导出不同的噪声对最小量化精度的影响,为采用低位的AD获取高精度的采样提供了理论依据。
由于OT... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-9 |
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第一章 绪论 |
9-13 |
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1.1 选题依据和研究意义 |
9-10 |
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1.2 OTDR 的发展概况及现状 |
10-12 |
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1.3 研究的内容和目的 |
12-13 |
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第二章 OTDR 的原理与结构 |
13-19 |
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2.1 OTDR 工作的理论依据：后向散射理论 |
13-16 |
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2.2 基于DSP 的OTDR 系统设计的总体方案 |
16-17 |
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2.3 OTDR 的技术指标 |
17-19 |
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2.3.1 动态范围 |
17-18 |
|
2.3.2 分辨率 |
18-19 |
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第三章 提高空间分辨率和动态范围的方法 |
19-33 |
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3.1 减少信号不必要的损耗 |
19-20 |
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3.2 AD 采样 |
20-27 |
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3.2.1 基本的量化过程分析 |
20-22 |
|
3.2.2 求和平均对均方量化误差的影响 |
22-23 |
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3.2.3 噪声对最小均方量化误差的影响 |
23-27 |
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3.3 数据处理速度 |
27-28 |
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3.4 信号处理 |
28-33 |
|
3.4.1 求和平均法 |
29-32 |
|
3.4.2 编码脉冲 |
32-33 |
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第四章 系统硬件设计 |
33-63 |
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4.1 DSP 芯片简介 |
33-38 |
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4.1.1 可编程DSP 芯片 |
33 |
|
4.1.2 DSP 选择 |
33-35 |
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4.1.3 TMS320VC5410 处理器的简介 |
35-38 |
|
4.2 DSP 最小系统配置 |
38-42 |
|
4.2.1 时钟设计 |
38-39 |
|
4.2.2 复位电路设计 |
39-41 |
|
4.2.3 DSP 的引脚配置 |
41-42 |
|
4.3 电源设计 |
42-44 |
|
4.3.1 DSP 的电源设计 |
42-43 |
|
4.3.2 其他器件的电源设计 |
43 |
|
4.3.3 省电考虑 |
43-44 |
|
4.4 探测电路设计 |
44-47 |
|
4.4.1 前置运算放大器 |
44-45 |
|
4.4.2 滤波电路 |
45-46 |
|
4.4.3 二级运算法放大器和输出电路 |
46-47 |
|
4.5 AD 电路设计 |
47-50 |
|
4.5.1 模数转换器AD9215 的简介 |
48-49 |
|
4.5.2 电路实现 |
49-50 |
|
4.6 存储器设计 |
50-57 |
|
4.6.1 存储器的分类 |
50-51 |
|
4.6.2 DSP 存储空间分配 |
51-53 |
|
4.6.3 电平匹配 |
53-54 |
|
4.6.4 DSP 扩展空间设计 |
54-57 |
|
4.7 通信接口设计 |
57-60 |
|
4.7.1 UART 接口设计 |
57-59 |
|
4.7.2 USB 接口设计 |
59-60 |
|
4.8 基于 DSP 的 OTDR 系统的性能分析 |
60-63 |
|
4.8.1 数据处理速度 |
60-62 |
|
4.8.2 数据传输速度 |
62 |
|
4.8.3 系统移植 |
62-63 |
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第五章 系统软件设计 |
63-78 |
|
5.1 上位机软件设计 |
63-67 |
|
5.1.1 界面设计 |
63-65 |
|
5.1.2 UART 通信模块 |
65-67 |
|
5.2 下位及软件设计 |
67-78 |
|
5.2.1 UART 通信模块 |
67-70 |
|
5.2.2 USB 通信模块 |
70-73 |
|
5.2.3 数字滤波器设计 |
73-78 |
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第六章 总结 |
78-80 |
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6.1 论文工作总结 |
78 |
|
6.2 下一步改进的工作 |
78-80 |
|
致谢 |
80-81 |
|
参考文献 |
81-84 |
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附录一 |
84-85 |
|
附录二 |
85-86 |
|
附录三 |
86-87 |
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攻读硕士期间取得的成果 |
87-88 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.364418 |
