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[摘 要]固态波动陀螺信号的解调和调制决定了控制信号和输出信号的精度,而解调和调制依赖于相位跟踪器生成的本地载波精度,良好的相位跟踪器消耗硬件资源少,并能保证陀螺组件的整体性能。本文设计了一种通过CORDIC算法实现的固态波动陀螺的相位跟踪器和解调器。通过研究分析发现,以CORDIC算法为核心的相位跟踪器适合FPGA数字控制方案,它有资源消耗低、不需要外接存储芯片等优点。
[关键词]固态波动陀螺 相位跟踪器 解调
中图分类号:TG333.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)17-330-01
所以当x0=K,y0=K,Z0為控制回路中的相位累加值时,Vrc= xn=cosz0;Vrs= yn=sinz0
即以CORDIC算法为核心的相位跟踪器只用加法和移位完成生成本地载波的任务。
解调设计
解调是相位跟踪器生成的本地载波Vrc、Vrs与陀螺输出x、y信号分别相乘进行解调,需要三个乘法器来解调出三路控制信号。
以CORDIC算法为核心的相位跟踪器除了能便利的得到本地载波,还可以利用其原理完成控制回路中的解调过程,而不使用额外的三个乘法运算来实现解调。
实现原理如下:以x线路为例,令式(2)的初始值:x0为输入陀螺信号x;y0=0;z0为相位累加值,那么:
xn=1/K xcosz0= x×Vrc/K
yn=1/K xsinz0= x×Vrs/K (3)
由此可见,可以通过CORDIC自身算法直接输出x、y信号与本地载波的乘积,完成了三路信号的解调,节省三个乘法器,而且整个系统的输出也没有任何变化。用CORDIC解调后的数字控制回路如图1。
本文设计了固态波动陀螺数字控制回路中两种相位跟踪器,以CORDIC算法为核心的相位跟踪器通过加法和移位实现了相位跟踪和陀螺信号解调的功能,在软硬件上实现简单、计算快速、节约资源,通过算法推算和仿真试验结果表明该方法可靠性高,能保证整个回路的数据精度要求。本文为陀螺数字信号系统的设计提供了一定的参考依据。
[关键词]固态波动陀螺 相位跟踪器 解调
中图分类号:TG333.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)17-330-01
所以当x0=K,y0=K,Z0為控制回路中的相位累加值时,Vrc= xn=cosz0;Vrs= yn=sinz0
即以CORDIC算法为核心的相位跟踪器只用加法和移位完成生成本地载波的任务。
解调设计
解调是相位跟踪器生成的本地载波Vrc、Vrs与陀螺输出x、y信号分别相乘进行解调,需要三个乘法器来解调出三路控制信号。
以CORDIC算法为核心的相位跟踪器除了能便利的得到本地载波,还可以利用其原理完成控制回路中的解调过程,而不使用额外的三个乘法运算来实现解调。
实现原理如下:以x线路为例,令式(2)的初始值:x0为输入陀螺信号x;y0=0;z0为相位累加值,那么:
xn=1/K xcosz0= x×Vrc/K
yn=1/K xsinz0= x×Vrs/K (3)
由此可见,可以通过CORDIC自身算法直接输出x、y信号与本地载波的乘积,完成了三路信号的解调,节省三个乘法器,而且整个系统的输出也没有任何变化。用CORDIC解调后的数字控制回路如图1。
本文设计了固态波动陀螺数字控制回路中两种相位跟踪器,以CORDIC算法为核心的相位跟踪器通过加法和移位实现了相位跟踪和陀螺信号解调的功能,在软硬件上实现简单、计算快速、节约资源,通过算法推算和仿真试验结果表明该方法可靠性高,能保证整个回路的数据精度要求。本文为陀螺数字信号系统的设计提供了一定的参考依据。