远红外激光干涉仪上数字相位差测量的FPGA实现

远红外(FIR)激光干涉仪是核聚变装置上等离子体电子密度测量的关键设备。为了实现远红外激光干涉仪上电子密度信号的精确测量,设计了应用于远红外激光干涉仪上数字相位差测量算法的硬件层实时处理框架,并基于采样率为20MSPS的AD9269信号采集模块和时钟频率为125MHz下的Xilinx K7系列可编程逻辑阵列器件进行了验证。现场试验结果表明,该数字相位差算法的测量延迟为64μs,最终相位差测量精度可控制在0.1°以内,测量结果的时间分辨率为50ns。

一种计算远红外干涉仪相位差的数值方法

一、引言 远红外(FJR)激光干涉仪广泛用于等离子体电子密度测量。探测光束通过等离子体产生相移,参考光束不通过等离子体,两道信号由TGS热释电探测器分别接收,两者的相位差就是被测物理量,它与线电子密度成正比。目前,国内外此类干涉仪都用模拟或数字电路的相位计过零比较信号相位差。这种硬件相位计性能指标不稳定,制作费用昂贵。我们提出一种数值方法,通过软件计算相位差,这种方法可提高信号的时间分辨率。