基于FPGA嵌入式系统的激光测距机的研究

《基于FPGA嵌入式系统的激光测距机的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、国防科学技术大学硕士学位论文基于FPGA嵌入式系统的激光测距机的研究姓名：罗韩君申请学位级别：硕士专业：光学工程指导教师：林亚风20051101里堕型兰垫查奎兰竺茎竺堕主垡丝苎摘要相位激光测距是一种高精度的距离测量技术，随着电子器件和信号处理技术的发展，这种测距技术在军用和民用领域必将得到更为广泛的研究和应用。本文介绍了一种基于FPGA嵌入式技术的相位激光测距系统，该系统采用先进的FPGA技术，实现了调制信号产生、信息控制与处理三个模块的整合，解决了传统相位激光测距所难以克服的弱点。论文首先阐述了激光测距和调制信号源的基本原理，分析了影响测距精度的因

2、素，指出应用DDs技术可以实现宽带、高精度的调制信号输出，说明了引起DDs输出信号杂散的原因和解决的办法；同时分析了应用FFT运算实现信号相位提取的基本原理及设计方法，采用这种检相技术，可以极大地提高测相精度与灵敏度；然后提出了基于FPGA嵌入式系统的相位式激光测距机的整体设计，并就各部分进行了详细的分析与设计；接着介绍了激光测距系统的外围电路和基于QuartusII集成软件平台的部分硬件电路的设计，并对其中的设计进行了仿真和验证；最后总结提出了对系统今后的进一步改进和完善的思路。关键词：相位激光测距DDs嵌入式系统现场可编程门阵列(FPGA)数字检

3、相快速付立叶变换国防科学技术大学研究生院学位论文AbStraCtWjththedeVeIOpmentsOfeIectronlctechnOlOgy，thephaseIaserrange啊nder，aresoIu缸OndIstancemeasurementequipment，hasbeenextensi、，eIyusedinthecMIandm⋯tary铜efdbecauseOfitsexceIIentperfOrmance．ThepaperintroducedaphaserangesystembasedonFPGAembeddedtechnoIogy

4、．Threefunctionalmoduleintherangesystem：moduIabiIitysignalgenera话onsource，informatjoncontroIunitandinformationmanagementunit。canbedes．gnedinonePLDchip，soamajorItyofshortcomingsoftraditionaIphasoIaserrangewerecOnqueredbythisexceI

5、entinnovatiOnjncircuits．Inthe稍rstpanOfthjspapeLthe

6、theOryOfIaserrangeandDDStechnoIOgywasintroduced，thefactarsofin啊uencingrangeprecisionwerealsOanaIysed．Atthesametime，putfonⅣardinthepape‘v、nthusingtheFPGAembeddedtechnoIogy，thewidebandandhighresOIu石OnSINmoduIatingsignalscanbegeneratedeasily，thenanalysedthenOiseoftheDDS：lnthesecOn

7、dpart，thetheOryOfphasemeasurementbasedOnFFrwasanaIysed．1nthephaserangesystem，byusingtheFFrOperation，theresOIutionandsensib¨ityofphasemeasurementcanbeenhanced；ThensomecircuitsweredesignedandcOmetrue，alsosimulatedandValidated；lnfastpart，theirnprOvemenIOfthephaserangesystemVVasbrO

8、ughtfon怕rd，summarizedandexpected．Keywords：phaseIaserrange；DDS；embeddedsystem：digitaIphasemeasurement：FFTII国防科学技术大学研究生院学位论文表目录表l：间接测尺频率、相当测尺频率及测尺长度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7表2：HL7825半导体激光器特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23表3：s5139器件特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27表4：AD831的引脚功能说明⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

9、⋯⋯⋯⋯35表5：三位计数器控制状态表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48iii国防科学技术大