發(fā)布時(shí)間：2021-06-10 17:25

　　激光測(cè)振是一種高精度的測(cè)量技術(shù),被廣泛應(yīng)用于軍事目標(biāo)與精密民用測(cè)量中。與傳統(tǒng)的接觸式速度計(jì)等測(cè)量設(shè)備相比較,激光測(cè)振技術(shù)具有更高的精確度和靈敏度。理想的外差激光測(cè)振系統(tǒng)的輸出可認(rèn)為是調(diào)頻信號(hào),但實(shí)際系統(tǒng)存在寄生幅度調(diào)制和載波泄露等問題。本文將調(diào)頻和調(diào)幅的激光多普勒信號(hào)稱為多維度調(diào)制信號(hào)。本論文“基于FPGA的多維度調(diào)制信號(hào)數(shù)字域解調(diào)算法的研究與實(shí)現(xiàn)”主要研究激光多普勒信號(hào)數(shù)字解調(diào)算法和載波泄露自適應(yīng)對(duì)消算法,目的是在FPGA開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)激光多普勒信號(hào)實(shí)時(shí)解調(diào)的同時(shí),能對(duì)載波泄露信號(hào)進(jìn)行有效的抑制。系統(tǒng)僅使用乘法器和加法器IP核,所有功能模塊均是自行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),有利于不同F(xiàn)PGA平臺(tái)移植。針對(duì)激光多普勒信號(hào)實(shí)時(shí)解調(diào)的問題,設(shè)計(jì)并優(yōu)化一種易于FPGA實(shí)現(xiàn)的正交解調(diào)系統(tǒng)。輸入到系統(tǒng)的調(diào)制信號(hào)信噪比較低,需要對(duì)數(shù)字下變頻后的正交基帶信號(hào)進(jìn)行濾波以抑制帶外噪聲。為節(jié)省FPGA有限的乘法器和邏輯資源,設(shè)計(jì)串行,并行和半并行的FIR濾波器滿足不同速率信號(hào)的處理需要。研究并實(shí)現(xiàn)一種基于向量式CORDIC算法的高速多維度解調(diào)器。不僅能實(shí)時(shí)解調(diào)出正交基帶信號(hào)I,Q的幅度信息,而且通過檢測(cè)象... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２?０ＦＶ－５０００Ｘｔｒａ激光測(cè)振儀??

任何形式的波沿著某個(gè)方向發(fā)生移動(dòng)時(shí)，由于傳播路程差造成發(fā)射和接收頻??率變化，通常將這種變化成為多普勒頻移［２７］。光具有波動(dòng)性也會(huì)出現(xiàn)多普勒頻移，??即當(dāng)光源相對(duì)于光電探測(cè)器發(fā)生移動(dòng)時(shí)，接收的光頻率會(huì)發(fā)生變化［２８］。在圖２．１??中有兩個(gè)參考系，分別是Ｅ和Ｓ＇。光源位于參考系Ｓ的原點(diǎn)０，發(fā)出的輻射起源于??這個(gè)參考系。而觀察者在參考系Ｓ＇中靜止，并位于原點(diǎn)為〇＇，在該參考系中判斷??接收光波的頻率和波長(zhǎng)。Ｐ點(diǎn)表示空間中的任意點(diǎn)，ａ？為沿光波傳播方向原點(diǎn)０至??Ｔ３點(diǎn)的距離。由于本文僅考慮平面波，因此上述的坐標(biāo)關(guān)系可以簡(jiǎn)單看成二維平面??問題。??？￣￣￣￣￣￣Ｉ??圖２．１不同參考系中坐標(biāo)變換??Ｆｉｇ．２．１?Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ?ｓｙｓｔｅｍｓ??在真空中光的傳播速度為ｃ，?Ｐ點(diǎn)在參考系Ｓ的光場(chǎng)為五，￡表示為：??７??

２．４外差激光測(cè)振系統(tǒng)概述??２．４．１系統(tǒng)框圖及原理??外差激光振動(dòng)測(cè)量原理如圖２．３所示，其相互干涉的兩路光的頻率不同，干涉??后產(chǎn)生一個(gè)差頻信號(hào)。激光器輸出的激光經(jīng)過分束器后分成了兩路光，一路用于??實(shí)現(xiàn)參考光，一路用于實(shí)現(xiàn)測(cè)量光。測(cè)量光經(jīng)過聲光調(diào)制器，實(shí)現(xiàn)頻移。本論文??中頻率增加了４０ＭＨｚ。移頻后的測(cè)量光經(jīng)過鏡頭照射在振動(dòng)物體表面上，并進(jìn)行??反射。反射光與參考光進(jìn)行千涉后經(jīng)過光電探測(cè)器獲得調(diào)制的中頻信號(hào)，其中中??頻頻率為４０ＭＨｚ。以下對(duì)測(cè)振原理進(jìn)行理論分析。??移頻后?１．１?????．．．．?——聲器分束器．—激光器??被測(cè)?ｆ??振動(dòng)?［太抿??物體?本振?參????考??光??反射光???合束器??ｉ????脊申??ｍｍ??酬器??圖２．３外差激光測(cè)振原理??Ｆｉｇ．２．３?Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]自適應(yīng)濾波算法及其在電力諧波檢測(cè)的應(yīng)用[D]. 劉倩倩.西南交通大學(xué) 2018
[3]遠(yuǎn)距離激光振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的研究[D]. 汪嘯.電子科技大學(xué) 2018
[4]基于FPGA的單頻激光干涉儀信號(hào)處理方法研究[D]. 張欣.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[5]基于FPGA的寬帶數(shù)字下變頻技術(shù)研究[D]. 王鈺.電子科技大學(xué) 2018
[6]LMS自適應(yīng)濾波器優(yōu)化設(shè)計(jì)與仿真分析[D]. 楊武.吉林大學(xué) 2017
[7]基于FPGA的數(shù)字接收機(jī)及頻域均衡器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 屈建云.西安電子科技大學(xué) 2017
[8]單頻激光干涉儀非線性原位校正與干涉光強(qiáng)自適應(yīng)技術(shù)[D]. 周紅霞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[9]數(shù)字下變頻技術(shù)及其FPGA實(shí)現(xiàn)[D]. 劉偉.西安電子科技大學(xué) 2017
[10]激光多普勒干涉的雙通道振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)[D]. 黃浩鈞.浙江大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3222812