黄晓清， 高思田， 缪 琦， 卢荣胜

（1.合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽合肥 230009；

2.中国计量科学研究院，北京 100029）

基于FPGA的逐次逼近算法实现激光干涉信号细分

黄晓清1， 高思田2， 缪 琦1， 卢荣胜1

（1.合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽合肥 230009；

2.中国计量科学研究院，北京 100029）

为了实现激光干涉测量中信号的高速度、高精度细分，对正切细分算法中的除法运算进行了改进，采用逐次逼近算法替代使用较多的移位相减算法。实验证明逐次逼近算法比移位相减算法运算速度更快、资源占用较少。更适合FPGA信号细分高速度、高精度要求。

计量学；细分；激光干涉；逐次逼近；移位相减；FPGA

1 引 言

高精度几何尺寸测量仪器常基于激光干涉原理［1，2］。而激光干涉的信号处理流程一般有3步。首先，激光干涉输出的两路或者四路信号经过光电转换［3］。其次，利用A／D对多路信号采集并将模拟信号转换为数字信号。最后，再由微处理器或者逻辑电路对信号进行运算和查表得到位移值。

图1是激光干涉信号处理流程图。目前，提高激光干涉仪分辨率的方法主要有两种：光学倍程法和电子细分法［4，5］。然而光学细分倍数增大使得反射次数和反射面增多，导致光强损失严重，光的偏振态也会产生不应有的变化，对光学元件的镀膜要求很严格［6］。

图1 激光干涉信号处理流程图

根据电子细分采用的算法不同，最常用的细分方法主要有正切量化细分法、三角波细分法、正余弦结合细分法、正弦量化细分法［7］。……