基于fpga的otdr高速、连续数据采集技术分析word格式论文.docxVIP

摘要本文主要是对基于FPGA的OTDR高速、连续数据采集技术进行研究。高速数据采集技术和高速信号处理技术，有助于提高系统的信噪比、稳定性、减少码间的干扰性，从而提高系统的性能指标。在OTDR系统中，为了提高空间分辨率，而这取决于信号采集电路的速率。由于OTDR 系统中的后向瑞利散射信号非常微弱，需要高精度的A/D转换，同时，为了提高系统的信噪比，必须对提取信号进行滤波和多次累加平均运算，这进一步增加了信号处理难度。由于FPGA内部大量的硬线MAC 在全流水模式下可高速运行，通过硬件处理信号，（比如：求和平均值、数字滤波等），可以达到相当高的处理速率。本论文采用Altera公司提供CycloneII系列FPGA的EP2C70F896CN作为核心处理芯片，充分利用FPGA 内部逻辑单元，设计各种功能模块、同时采用ADI公司生产的AD9226芯片实现高速A/D转换，并对光电探测前置放大电路进行设计，对OTDR 信号进行高速、连续数据采集和处理电路进行设计。本论文主要的研究内容为：首先，分析了OTDR 光时域反射计的国内外发展现状；其次，在介绍了OTDR 工作原理和性能指标的基础上，分析提高OTDR 空间分辨率和动态范围的方法；然后，针对OTDR信号信噪比低的特点，对信号处理电路进行了设计，实现了微弱信号的放大、滤波、采集、存储、及发送；最后，利用FPGA实现了整个信号处理电路设计，基于AD9226芯片、USB接口芯片ISP1362 来完成了FPGA 与主机之间的数据传送与通信。本论文基于FPGA，实现了OTDR系统中的高速、连续数据采集与处理，达到了预期目标。该数据处理系统不仅可以提高信号采集和处理速率，使得系统的信噪比大幅度提升，从而改善OTDR 系统的性能。关键词：OTDR，FPGA，AD9226，空间分辨率，动态范围，高速信号采集IAbstractThisarticleisOTDRofhigh-speed,continuousdataacquisitionapplications researchbasedonFPGA,thedataacquisitionsystemtoimproveOTDRperformance, high-speeddatasignalprocessingcanimprove,reduceinter-symbolinterferenceinorder to achievethe purposeofour study.OTDRofweakbackreflectionsignaltohigh-speed,continuousdataacquisition andprocessingisquitedifficulttoachieve these signalsnotonlyinhardware processing softwarebutalsothesignalforfurtherprocessingandanalysis(suchas: sum-and-average,signal-noise-ratio),theOTDRsystemistodetecttheamountofdata oftheentirefiberopticreal-timesignalislarge,thesehardwaresystemsaretoconsider how thesedata storageand high-speed processing.Theexperimentalprogramasacoreprocessingchip,AlterasCycloneIIseries FPGAofEP2C70F896CNtakefulladvantageoftheFPGAinternallogicunit,the designofavarietyoffunctionalmodules,whiletheproductionofhigh-speed conversionofADIsAD9226chip,andthephotoelectricdetectionpreamplifierThe circuitsaredesignedtorealizeOTDRbackreflectionsignalforhigh-speed,continuous data acquisition and processingsystem schematicdesign.Themaincontent ofthispaper is:First,theanalysis of developmentin theworld of theOTDRopticaltimedomainreflectometer;Secondly,theOTDRworksand perform