基于FPGA的光纤光栅解调系统的研究
3解调系统的软件设计
光纤光栅的解调算法受到测试条件和解调方法的限制，至今还没有统一的可用公式，可通过试验的方法，测出一组典型数据，用曲线拟合算法进行拟合计算，确定传感光纤光栅中心波长偏移量。为了提高解调系统的精度，需要大量的数据处理和计算，可对FPGA进行数据存储器的外扩，或通过串口把数据传输给上位机进行数据存储和处理。解调系统软件由以初始化子程序、PZT驱动子模块、模数转换子模块、求最大值子模块、数据拟合子模块、显示子模块及通信接口子模块等组成。图4为解调系统软件流程图。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/191383.htm
借助引入标准光栅的解调方案，提出了一种实时计算拟合曲线的方法，实现了动态的曲线拟合，保证了测量的高精度。因为这种动态拟合曲线去除了由于光强抖动等产生的随机误差，同时，这样还可以在相当程度上避免由于偶然或者固有原因所带来的误差。拟合曲线算法采用拉格朗日插值方法，其公式为：
首先求出一组典型的数据，假设取若干组数据，利用拉格朗日插值法，可以得到所需的波长值。为了方便用流程图表示，选取5个点A1(x1，Y1)，A2(x2，Y2)，A3(x3，Y3)，A4(x4，Y4)，A5(x5，Y5)。具体流程如图5所示。
4 结论
FBG光栅有着广泛的应用前景，有关于FBG光栅的理论研究到目前为止已经取得很大的成就，采用合适的解调技术，降低光纤光栅的使用成本，就能够推动光纤光栅传感器在实际工程中得到广泛应用。基于此，探讨了3大问题：
1)设计出了一种基于FPGA系统的光纤光栅波长解调系统，从理论和实验的角度分析了系统的可行性；
2)采用FPGA设计了解调系统的硬件平台；
3)通过FPGA对拉格朗日插值曲线拟合，实现了一种高精度的解调，通过采用双光栅匹配解调方法有效地避免了双值问题，并且有效地扩大了解调范围。
目前限制光纤光栅传感器大量实际应用最主要的障碍依然是传感信号的解调。因此，研究开发适用于实际工程应用的解调系统，降低成本，是光纤光栅传感器在实际工程应用中得到推广的至关重要的课题。
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