2.1 光纖溫度場信息采集

光纖溫度場信息采集子系統(tǒng)包括半導(dǎo)體激光器及其脈沖驅(qū)動電路、光功率放大器(EDFA)、光纖分束器、傳感光纖及窄帶光濾波器。激光技術(shù)中激光高速調(diào)制與大功率輸出是一對矛盾，大功率激光器窄脈沖調(diào)制困難;同時其驅(qū)動電流大，而大電流、窄脈沖的激光器驅(qū)動源設(shè)計和實現(xiàn)困難。光通信采用950 nm的高速調(diào)制半導(dǎo)體激光器則易于實現(xiàn)10 ns的脈沖輸出。使用光功率放大器提升光功率可獲得瓦數(shù)量級光功率輸出。采用30 dB以上功率放大倍數(shù)的低噪聲EDFA摻鉺光纖放大器。選用插入損耗小，分束比高的光纖分束器以保證最小光能量損失。為了能夠最大幅度提高整個系統(tǒng)的信噪比SNR，實現(xiàn)系統(tǒng)高技術(shù)指標(biāo)要求。光發(fā)射端采用EDFA提升發(fā)射光功率和信號光功率。圖2為光源和光電轉(zhuǎn)換部分框圖。

2.2 光電探測

采用波長為150 nm的InGaAs高量子效率的APD及噪聲的前放單元，實現(xiàn)微弱光信號的接收轉(zhuǎn)換和低噪聲預(yù)放大。主放大電路主要完成信號光經(jīng)光探測器轉(zhuǎn)換為光電流形式，再經(jīng)其自身帶有的低噪聲前置放大后，輸出差動形式的電平信號，進入寬帶放大電路。

2.3 電路后處理

電路后處理子系統(tǒng)包括信號采集和處理2部分。2路系統(tǒng)被測信號經(jīng)前置放大后，變成O～2 V的信號分別送至模擬開關(guān)，分時選通后送入差分輸入器送至A/D轉(zhuǎn)換器，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器被DSP信號觸發(fā)后啟動轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲在外擴的RAM中。當(dāng)數(shù)據(jù)存儲到一定數(shù)量后，進行統(tǒng)計分析。提取其中有效數(shù)據(jù)進行綜合處理，最后將處理結(jié)果傳給上位機最示。圖3是A/D轉(zhuǎn)換器采集和通過DSP處理的結(jié)構(gòu)框圖。