杨晓晗 李彬华 丁 旭

(昆明理工大学信息工程与自动化学院，昆明 650500)

基于FPGA的光栅信号FIR滤波器实现

杨晓晗 李彬华 丁 旭

(昆明理工大学信息工程与自动化学院，昆明 650500)

为了去除实测光栅信号的噪声干扰，提高信号的细分精度，提出一种基于FPGA的光栅信号FIR滤波器实现方法。给出滤波器的基本原理和设计流程。通过DSP Builder和Matlab/Simulink完成了滤波器模块的设计和仿真，并将此模块直接转换成VHDL语言，用Modelsim的RTL进行仿真，验证了VHDL模块的正确性。滤波结果表明：示波器的实测光栅信号和滤波后的光栅信号与Matlab/Simulink、DSP Builder模型仿真结果相同，设计的32阶FIR滤波器在FPGA开发板的实现效果即示波器观测到的输入输出信号，证明该滤波器设计的可行性及其良好的滤波效果。

FIR滤波器 光栅信号 DSP Builder FPGA Matlab/Simulink

光栅测量技术是以光栅付相对移动所形成的莫尔条纹信号为基础的。光栅付的相对移动使透射光的光强呈周期性变化，该周期性光信号经光电转换后成为正弦波信号。正弦波信号每变化一个周期，表示被测物体移动一个光栅栅距。为了提高被测物体移动距离的检测精度和分辨率，大多数研究人员侧重研究的是对光栅信号的电子学细分处理方法[1]。但是，大部分细分方法所用的光栅信号都是理想的正余弦波，而且细分倍数越高，对光栅信号的要求越严格。而光栅测量系统产生的莫尔信号不可避免地会引入噪声干扰，使得实际情况下很难得到理想的莫尔条纹，光电元件的输出波形变为带有杂波的近似正余弦曲线[2]。……