基于FPGA的半导体激光器光电锁相非线性校正

发布时间：2020-12-01 16:06

　　激光连续波扫描(FMCW)绝对距离测量技术具有脱轨、测量无需接触目标、独立于合作目标等优点。它是一种获取大型三维物体形貌信息的重要手段,具有测距范围广、测距精度高、自动化程度高的优点。由于电流调谐半导体激光器具备扫频速率快、调制方式简单灵活、封装尺寸小的优点,同时成本低,因此已成为激光FMCW绝对距离测量系统的首选光源。本课题设计了基于FPGA的数模混合光电锁相环系统结合基于割线迭代算法的预校正实验,用于电流调谐半导体激光器的调谐非线性影响。首先,本课题介绍了通过以电流调谐半导体激光器作为测量光源的FMCW绝对距离测量系统的测距原理。分析了电流调谐半导体激光器扫频存在的非线性对测距分辨率和精度的影响。然后,着重分析介绍对半导体激光器调频存在的非线性的校正方法,建立以基于割线迭代算法的开环预校正为辅和以基于FPGA的数模混合光电锁相环的闭环反馈为主的校正方法。通过与经典电学锁相环系统的比较,详细分析了本课题中基于FPGA的数模混合光电锁相环的数学模型和传递函数。接着,分析了基于FPGA的数模混合光电锁相环重要参数的测量方法和各模块的具体实现方法。接着对电流调谐半导体激光器的调频非线性校正... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

锁相环基本结构

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文3.4 基于 FPGA 的光电锁相环模块理论分析在对传统的模拟电路的锁相环系统有一个整体理解的情况下，根据本项目的对于激光 FMCW 绝对距离测量系统的非线性消除要求，设计一个基于自外差式的马赫—泽德干涉仪（MZI）的数模混合光电锁相环系统，来校正激光源扫频非线性的影响。图 3-2 是基于 FPGA 的数模混合光电锁相环的基本结构。

（c）时序图图 3-3 异或门鉴相器相器虽然输入在一定范围为线性增益，但是要的方波脉冲信号，否则不仅增益会大幅度减小于本文校正激光器输出拍信号的非线性，频率空比就不是 50%的，所以不适合采用异或门鉴器鉴相器鉴相器为 JK 触发器电路。因此，这种鉴相器进行鉴相。根据 JK 触发器的逻辑关系，其工作入信号上升沿到来时，鉴相器输出为高电平，升沿到来时，鉴相器输出为低电平。与异或门输入信号占空比为 50%的方波脉冲信号。在失模式于异或门电路工作模式一样。但是，JK 的电路。对于毛刺较多（相位高频噪声）的输输出不确定的电平值，并且也要保证输入信

【参考文献】：
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本文编号：2894920