基于FPGA的光纖光柵解調系統(tǒng)的研究
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3 解調系統(tǒng)的軟件設計
光纖光柵的解調算法受到測試條件和解調方法的限制，至今還沒有統(tǒng)一的可用公式，可通過試驗的方法，測出一組典型數(shù)據(jù)，用曲線擬合算法進行擬合計算，確定傳感光纖光柵中心波長偏移量。為了提高解調系統(tǒng)的精度，需要大量的數(shù)據(jù)處理和計算，可對FPGA進行數(shù)據(jù)存儲器的外擴，或通過串口把數(shù)據(jù)傳輸給上位機進行數(shù)據(jù)存儲和處理。解調系統(tǒng)軟件由以初始化子程序、PZT驅動子模塊、模數(shù)轉換子模塊、求最大值子模塊、數(shù)據(jù)擬合子模塊、顯示子模塊及通信接口子模塊等組成。圖4為解調系統(tǒng)軟件流程圖。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/191383.htm
借助引入標準光柵的解調方案，提出了一種實時計算擬合曲線的方法，實現(xiàn)了動態(tài)的曲線擬合，保證了測量的高精度。因為這種動態(tài)擬合曲線去除了由于光強抖動等產生的隨機誤差，同時，這樣還可以在相當程度上避免由于偶然或者固有原因所帶來的誤差。擬合曲線算法采用拉格朗日插值方法，其公式為：
首先求出一組典型的數(shù)據(jù)，假設取若干組數(shù)據(jù)，利用拉格朗日插值法，可以得到所需的波長值。為了方便用流程圖表示，選取5個點A1(x1，Y1)，A2(x2，Y2)，A3(x3，Y3)，A4(x4，Y4)，A5(x5，Y5)。具體流程如圖5所示。
4 結論
FBG光柵有著廣泛的應用前景，有關于FBG光柵的理論研究到目前為止已經取得很大的成就，采用合適的解調技術，降低光纖光柵的使用成本，就能夠推動光纖光柵傳感器在實際工程中得到廣泛應用?；诖?，探討了3大問題：
1)設計出了一種基于FPGA系統(tǒng)的光纖光柵波長解調系統(tǒng)，從理論和實驗的角度分析了系統(tǒng)的可行性；
2)采用FPGA設計了解調系統(tǒng)的硬件平臺；
3)通過FPGA對拉格朗日插值曲線擬合，實現(xiàn)了一種高精度的解調，通過采用雙光柵匹配解調方法有效地避免了雙值問題，并且有效地擴大了解調范圍。
目前限制光纖光柵傳感器大量實際應用最主要的障礙依然是傳感信號的解調。因此，研究開發(fā)適用于實際工程應用的解調系統(tǒng)，降低成本，是光纖光柵傳感器在實際工程應用中得到推廣的至關重要的課題。
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