基于FPGA的測角脈沖細分電路的設計

圖中C1、C2分別是2個小數(shù)脈沖計數(shù)器計數(shù)值，輪流進行計數(shù)，并將計數(shù)值保持到下一個指示脈沖到來，將2個計數(shù)值或運算后輸入寄存器，這樣與上面的整數(shù)脈沖計數(shù)值同步保存，并方便了串口的讀取。仿真結果表明，計數(shù)器工作正常，寄存器n記錄數(shù)據(jù)正確。
2．4 通信單元
通信單元主要功能是倍頻后測角脈沖的整數(shù)脈沖計數(shù)值，小數(shù)脈沖計數(shù)值順序發(fā)送至計算機。這里使用UART串口方式將數(shù)值進行輸出，UART對上述各個計數(shù)值的順序讀取則通過狀態(tài)機來完成。編寫程序將高頻時鐘信號進行分頻得到UART傳輸時鐘信號。

3 實驗結果
在轉速較高的情況下，對上文提到的某型激光陀螺輸出信號進行1毫秒的周期采樣，實驗結果如圖6。結果表明，使用脈沖細分電路后陀螺輸出角度標準差為0．079，有效提高了測量精度。與理論值0．059有所偏差，這主要是由電路的計數(shù)誤差與陀螺本身存在的隨機游走等誤差因素造成。

4 結語
對傳統(tǒng)的基于脈沖計數(shù)的角度測量方法進行了誤差分析，提出了一種脈沖細分技術并結合某型激光陀螺進行誤差分析，并利用FPGA對該技術完成硬件實現(xiàn)，最后進行了實驗驗證。無論是理論分析還是實驗結果都表明，該技術能夠有效提高測角精度和角度分辨率，為滿足高精度測量的需求打下基礎。