[发明专利]基于FPGA的弱光纤光栅高速解调装置及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的弱光纤光栅高速解调装置，其特征在于，该装置利用FPGA并行处理多通道数据，并对每个通道进行并行流水处理，该装置包括ADC器件和FPGA器件；ADC器件用于将弱光纤光栅模拟信号转换为离散的数字信号；FPGA器件包括多个通道，每个通道均包括：

ADC采样模块，用于接收ADC器件的数据，通过脉冲上升沿触发采集n个数据，每个数据对应不同空间位置的反射信号，每个周期内有m个脉冲，每个脉冲对应不同的扫描波长，一个周期内每个通道采集m×n个数据：

脉冲1：{x₁₁，x₁₂ ，…，x_1n}

脉冲2：{x₂₁，x₂₂ ，… ，x_2n}

…

脉冲m：{x_m1，x_m2 ，… ，x_mn}；

数据累加模块，用于将采集的数据按列进行累加s_i= x_1i+ x_2i+…+ x_mi，i=1，2，3…n，得到累加和序列{ s₁，s₂ ，… ，s_n}；

光栅定位模块，用于对累加和序列{ s₁，s₂ ，… ，s_n}进行寻峰，得到各个光栅的空间位置信息{ p₁，p₂ ，… ，p_k}，其中k为光栅个数，且n≥2k；

光谱拼接模块，用于根据光栅空间位置信息{ p₁，p₂ ，…，p_k}从每个光栅空间位置处提取各自的光谱：

光栅1：{x_1p1，x_2p1 ，… ，x_mp1}

光栅2：{x_1p2，x_2p2 ，… ，x_mp2}

…

光栅k: {x_1pk，x_2pk ，… ，x_mpk}；

波长解调及发送模块，用于对光栅光谱{x_1p1，x_2p1 ，… ，x_mp1}，{x_1p2，x_2p2 ，… ，x_mp2}，…，{x_1pk，x_2pk ，… ，x_mpk}进行寻峰得到各个光栅的波长 {λ₁，λ₂，…λ_k}，并将解调结果包括光栅空间位置信息{ p₁，p₂ ，…，p_k}和光栅波长 {λ₁，λ₂，…λ_k}发送出去。