基于AC7020FPGA的高精度TDLAS数字锁相放大器设计与实现
基于 AC7020 FPGA 的数字锁相放大器,设计思路挺实在的。用了个 24 位的Δ-Σ ADC 来采样,分辨率够高,响应也快。搭配 FPGA 内的DSP48单元做混频,效率不错,Verilog 代码也比较清晰,直接上手不费劲。
核心算法里相位累加器的实现挺巧,用了逐步相位跟踪的方式,适合做那种对相位敏感的应用,比如TDLAS里的气体检测。
滤波器那块也挺讲究,前面是个 CIC 滤波器,后面串个 FIR,既压了带外噪声,又不怎么占资源。做信号的你肯定知道,能少用点逻辑资源就能省点功耗。
文中还专门提到了时钟抖动,这个细节容易被忽视。人家用了一套抖动抑制机制,稳定性上来了,性能也跟着上去了。
如果你搞光谱或者做光学气体传感,这套方案挺有参考价值。不管是你要优化硬件结构,还是调试 Verilog 逻辑,都能找到不少灵感。
顺手推荐几个关联资料:相位累加器、数字锁相放大器设计、锁相放大器原理图,结合着看更清楚。
如果你平时跟FPGA和信号打交道,或者要做点高精度采样系统,这篇文章你还真别错过。
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