一种激光多普勒测振相位解缠算法及FPGA实现

来源：激光技术杂志2023年第5期北京时间：

作者：蒲玲, 王华闯, 赵彬

摘要：为了解决周期性跳变引起的相位解调问题，提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的自动相位解缠算法。采用数据流水线结构，通过状态机自动寻求跳变周期数，由跳变周期数实现自动相位补偿，并对提出的算法进行了理论分析和实验验证。结果表明, 在FPGA内设置跳变周期数计数位宽为8位，能适用256次以下跳变情况；当增加跳变周期数计数位宽，可适应更多跳变次数的情况；自动相位解缠算法几乎不占用存储资源；能解决因振动调制范围增大引起的反正切相位跳变问题；相位解调误差在1‰以内，满足高精度振动检测实时性需求。此自动相位解缠算法为激光多普勒振动测量时反正切相位计算结果存在周期性跳变问题提供了更为简洁的解决方案。

关键词：激光技术, 相位解缠, 自动相位解缠, 相位跳变, 振动检测, 激光多普勒效应