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低成本DVS系統解決方案 2022-01-25

系統所需器件

RIO激光器(5kHz): http://www.trekkingilemaurice.com/?a=cpinfo&id=1230

可調光衰減器: http://www.trekkingilemaurice.com/?a=cpinfo&id=854

SOA光放大器: http://www.trekkingilemaurice.com/?a=cpinfo&id=1680

光環形器: http://www.trekkingilemaurice.com/?a=cpinfo&id=259

20km單模光纖(傳感器件)

索雷博光電探測器(內置放大模塊)

14pin激光二極管驅動

信號發生器(調制SOA做光開關)

示波器(數據采集裝置)

計算機(數據處理裝置)


005.png


由于DVS對光源線寬的要求極高,目前我們只有在RIO激光器中才能看到比較良好的傳感效果,dense light(50kHz)或DFB nl(100kHz)激光器均無法觀測到傳感振動信號。

由于SOA種子光過大后脈沖性能不是很好,所以RIO輸出后需要添加一個衰減器控制輸入種子光功率在1mW(0dBm)左右,也可以可以稍微大一點,視SOA器件參數而定。

我們的SOA調制頻率能達到40MHz,脈寬可達10ns,用于DVS是完全足夠的。10ns理論上對應的傳感精度是1m。

環形器可以換成50:50耦合器,只是功率會下降一點。

PD探測器選用索雷博的放大可調探測器(PDA10CS2),將內置的放大倍數調節至30dB檔,可以看到明顯的分布式散射信號了。

最后對探測器的電壓信號進行實時采集。AFG信號發生器同時分出一路觸發信號給采集設備,實現同步采集。我們采用的是rigol示波器加matlab的方式進行采集。


2022/02/15

添加了時間域單點振動判斷的降噪DVS采集算法(matlab)

 clear
 clc
 delete(instrfind)%清空連接端口
 len = 100000;
ave = 20;%單次判定 時間域采樣次數
tt=0.001;
yu = 2;
bil=1.1;
offset=200;

 send = ':wav:data? CHANnel1';%發送指令讀取通道1數據
E = visa('ni','USB0::0x1AB1::0x0588::DS1ET184552667::INSTR');
E.InputBufferSize = len;
fopen(E);


for j = 1:ave%兩次采樣正好隔ave次平均后相減,
    fprintf(E,send);
    pause(tt)
[data,len]=fread(E,len);
wavepre(:,j) = offset-data(12:len-1);
end

subplot(2,1,1)
p1=plot(wavepre(:,ave));
axis([0 len 0 220])
meanwav = bil*mean(wavepre,2)+yu;
for j = 1:(ave - 1)
 errorpre(:,j) =  F( ( wavepre(:,j) - meanwav).* ( wavepre(:,j+1) - meanwav));
end
error = sum(errorpre,2);
subplot(2,1,2)
p2=plot(error);
axis([0 len 0 ave])
%for i = 1:100000  %采集次數
i=1;
while true
%     fprintf(E,':run');
% fprintf(E,':stop');
   % yu = mod(i-1,ave);%余數
   fprintf(E,send);
   [data,len]=fread(E,len);
   wave = offset-data(12:len-1);
   set(p1,'YData',wave);
 error1 = F((wave -meanwav).*( wavepre(:,ave) - meanwav));%求差后歸一化
 errorpre = [ errorpre error1];
 error = sum(errorpre,2);
%  error = (wave - wavepre(:,yu+1));
   set(p2,'YData',error);
  
   title(i)  
    drawnow
     i=1+i;
   pause(tt)
errorpre(:,1) = [];
wavepre(:,1) =[]; %迭代數據
wavepre=[wavepre wave];
meanwav = bil*mean(wavepre,2)+yu;
end
fclose(E);
function y = F(x)
x(x>0) =0;
x(x<0)=1;
y = x;
end










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