基于FPGA的调相自混干涉仪位移实时解调系统设计

本文主要探讨了基于现场可编程门阵列(FPGA)的调相型自混合干涉仪的位移解调系统的设计。该系统由刘强、夏巍和骆健合作完成，旨在提高位移测量的精度和实时性。FPGA在这里扮演了核心角色，它不仅负责控制电光晶体的调制过程，提供高稳定和高精度的正弦信号源，还承担信号处理任务，如将激光自混合信号与调制信号进行电域相乘，通过低通滤波和整形处理，转化为对物体运动位移敏感的正交方波信号。 系统设计的关键组成部分包括一个幅值放大器电路，利用MLT04进行乘法和倍频操作，以及低通滤波器，这些都确保了信号的准确性和稳定性。此外，FPGA还集成了一套计数程序，对细分后的正交方波信号进行计数，从而计算出物体的实际位移。这种设计使得系统不再依赖于外部计算机或高精度采集卡，能够实现实时的位移测量，显著提升了系统的实用性。 为了验证设计的有效性，研究者在实验中采用了PI公司的高精度导轨进行比对测试，结果显示该系统能够实现对匀速运动物体位移的高精度测量，这对于精密工程应用如精密机械、光学测量等领域具有重要意义。 整体来看，这篇首发论文介绍了如何利用FPGA技术优化调相型自混合干涉仪的位移检测系统，展示了在现代电子设备中的创新应用，并为相关领域的研究和实践提供了新的解决方案。