资料介绍
EDAPLD论文
基于Nios平台的光信号采集片上系统设计
摘要：介绍基于Altera
Excalibur平台的光信号采集片上系统的设计，详细地分析片上系统各个组成部分的工作
原理。作为一个新型的测量系统，它具有灵活、稳定、高效率等特点。
关键词：片上系统 光纤光栅 光信号采集 Nios
引言
一项很有发展前景的新技术-纤维光学及光纤光栅（FBG，Fiber Bragg
Grating）技术，已经被应用于温度及形变在线测量中。FBG传感器的特征就是具有良好
的稳定性、可靠性。除此之外，它还具有基于光纤传感器的一些共有优点，如对电磁的
不敏感性、尺寸小、传感器和数据获取装置之间距离可以很远；因而能克服传统的温度
和形变传感器（如热电偶和形变测量器）的很多缺点，如重量、硬度方面的缺陷以及对
环境变化干扰的抵抗能力差等。
本文主要介绍对FBG传感器信号的快速获取方法，重点介绍基于FPGA的Altera公司的Exc
alibur开发板，设计一个片上嵌入式测量系统，用它来获取光信号。与目前具有同样功
能的其它测量系统相比，它具有灵活、稳定、易维护、高效率等优点。本测量系统的硬
件开发包括，使用Altera
Excalibur开发板配置生成一个嵌有Nios处理器的“片上”测量系统，以及使用CCD和高速
ADC设计光电信号的转换和采集电路；软件开发包括，在Apex EP20K
FPGA中时序信号的Verilog实现，使用C语言对光电信号的获取。
1 系统结构
测量系统由以下几部分组成：光学系统、放置被测物体内的光纤光栅（FBG）和信号
采集处理部分。其中的光学系统包括光源和分光仪，使用高亮度的激光发生器作为光源
，用于产生入射被测物体内的光纤的光波。它的功率大于1mW，光频谱位于808～858nm，
入射后其中某一波长的光波被光栅反射回来，并进入分光仪。分光仪是由若干面
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