基于DSP和FPGA的正交信号高速高精度处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于DSP和FPGA的正交信号高速高精度处理方法，包括FPGA工业级处理器和DSP两部分，FPGA工业级处理器、DSP通过双口RAM实现数据通信；以DSP为数据处理核心，负责主要的数学变换计算；以FPGA为协处理器，负责所有数字逻辑控制，实现对正交信号的采集、均值滤波、误差补偿、实时相位计算、相位细分辨向及相关数据的存储和显示；DSP通过矩阵运算计算FPGA采集的正交信号数据的误差补偿参数，并通过双口RAM通信将误差补偿参数传入FPGA。本发明专利技术在信号采集、传输、修正、细分辨向到数据存储整个过程中，DSP与FPGA分工协作，既能够满足系统实时性要求，又实现了正交信号的高精度处理。

【技术实现步骤摘要】
基于DSP和FPGA的正交信号高速高精度处理方法
：本专利技术涉及精密测量领域，主要是一种基于DSP和FPGA的正交信号高速高精度处理方法。
技术介绍
：栅式传感器和激光干涉仪广泛应用于现代精密测量仪器、数控机床、光刻机、超精加工、量子物理学、生物分子学等领域，是现代精密测试典型的测量设备。因此提高栅式传感器和激光干涉仪精密距离测量技术的量程和精度具有重要的现实意义。在实际应用中，由于外界环境噪声、光学元件等制造误差、电子电路引入的电子噪声以及其他各种综合因素的影响，实际测得的两路信号中存在着交流幅值不等、直流电平分量以及正交误差等误差，最终影响位移测量精度。为了满足日益精密的测量要求和应用场合，栅式传感器和激光干涉仪也相应地向高分辨率、高精度、高测速等几个方向发展。现有提升栅式传感器和激光干涉仪测量精度的方法主要是依托于传统的Heydemann椭圆修正方法。椭圆修正方法基于正交干涉信号参数实时估计的方法，利用数学模型对误差进行补偿，再通过细分辨向提升测量系统精度。基于Heydemann椭圆修正方法的正交信号处理方法由于涉及数据采集、误差参数计算、误差补偿过程、细分辨向过程和存储显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP和FPGA的正交信号高速高精度处理方法，其特征在于：包括FPGA工业级处理器(2)和DSP(3)两部分，FPGA工业级处理器(2)、DSP(3)通过双口RAM(10)实现数据通信；所述方法的具体实现步骤如下：首先，光强信号经光电转换及信号调理电路(1)输出包含位移信息的模拟正交电压信号，由FPGA工业级处理器(2)驱动AD采样模块(4)对信号进行高速模数转换，并在FPGA工业级处理器(2)中经过均值滤波(5)得到进一步优化的正交信号数据，由FPGA工业级处理器(2)写入双口RAM(10)进行存储和高速缓冲；随后，DSP(3)通过EMIF接口外扩存储器的方式，读取双口RAM(10)...

【技术特征摘要】
1.一种基于DSP和FPGA的正交信号高速高精度处理方法，其特征在于：包括FPGA工业级处理器(2)和DSP(3)两部分，FPGA工业级处理器(2)、DSP(3)通过双口RAM(10)实现数据通信；所述方法的具体实现步骤如下：首先，光强信号经光电转换及信号调理电路(1)输出包含位移信息的模拟正交电压信号，由FPGA工业级处理器(2)驱动AD采样模块(4)对信号进行高速模数转换，并在FPGA工业级处理器(2)中经过均值滤波(5)得到进一步优化的正交信号数据，由FPGA工业级处理器(2)写入双口RAM(10)进行存储和高速缓冲；随后，DSP(3)通过EMIF接口外扩存储器的方式，读取双口RAM(10)中的正交信号数据，并对采样数据进行筛选(11)，剔除异常点，接着通过矩阵运算计算补偿参数(12)，并将补偿参数写入双口RAM(10)和SDRAM(13)中，再由FPGA工业级处理器(2)读取；此时，FPGA工业级处理器(2)利用计算所得的补偿参数对正交信号进行实时误差补偿(6)、实时相位计算(7)和细分辨向(8)；最后，实时更新的相位数值写入双口RAM(10)并由DSP(3)实时计算并存储位移，位移数据再经双口RAM(10)被FPGA工业级处理器(2)读取，并通过数据存储SD卡(14)进行保存，同时发送到VGA显示模块(9)进行显示。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏豪杰，胡梦雯，张海铖，李维诗，于连栋，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34