传感器 变送器 专业站点
传感器首页
 
传感器首页
光纤电压传感的DSP实现

 



  

TMS320C3X是TI的第一代浮点DSP芯片。TMS320C3X中目前具有TMS320C30、 TMS320C31和TMS320C32三种。TMS320C31是TMS320C30的简化和改进型,它在TMS320C30的基础上去掉了一般用户不常用的一些资源,降低了成本,是一个性能价格比较高的浮点处理器,在国内已得到了较广泛的应用。

  C31具有不同于一般处理器的硬件结构,由于采用哈佛结构、流水线操作、专用的硬件乘法器、特殊的DSP指令再加上集成电路的优化设计,使DSP芯片的指令周期在200ns以下。指令周期根据时钟频率不同可分为 33/40/50/60/74ns

  我们采用BGO传感器,在不加电时,BGO晶体属于立方晶体,是各向同性介质,当在BGO晶体的(110)镜面加电压时,由于Pockels效应,晶体将变成双轴晶体,两主轴方向的折射率差与加在晶体上的电压成正比,当以(110)方向沿两折射率主轴各通过一线偏振光时,它们之间的最大相位差可表示为

  (1)式中:f——电光效应产生的相位差,l—真空波长n0—晶体的真空折射率,r41—电光系数,l—传光方向的晶体长度,U—外加电压,d—电场方向的晶体长度,为半波电压,它仅与晶体和入射光波长有关。代入n0=2.07,r41=1.03×10-10cm/V,l=0.82mm,d=8mm,l=10mm,可以有得到半波电压Up=37KV。由(1)式可见,f正比于被测电压。我们可以通过检测f求得被测电压。

  系统构成所示,光发射的驱动电路产生等幅占空比为50%的连续方波,经LED变成光脉冲序列,被测电压在传感头上对光脉冲序列进行调制,成为调幅脉冲序列,该信号经光纤到达探测器,探测器将它变成电信号,信号处理电路将探测器提供的电信号进行放大滤波,再由TMS320C31处理后得到即时波形、有效值和频谱图。

  DSP信息处理单元主要完成信号的滤波、计算、FFT变换、以及输出的任务,现在就其硬件和软件的结构、工作过程分别进行介绍。

 

 

 
传感器-