Realization of high stability PGC-EKF demodulation algorithm based on FPGA

解调 现场可编程门阵列 扩展卡尔曼滤波器 算法 门阵列 反三角函数 标准差 计算机科学 干涉测量 理论(学习稳定性) 控制理论(社会学) 电子工程 卡尔曼滤波器 数学 工程类 人工智能 物理 光学 嵌入式系统 电信 数学分析 频道(广播) 统计 控制(管理) 机器学习
作者
Jian Xiao,Dingli Xu,Shumin Pan,Gang Zhang,Lingguang Xu,Qiang Ge
标识
DOI:10.1117/12.3010098
摘要

In the phase generation carrier (PGC) arctan demodulation schemes, carrier phase delay (CPD) and phase modulation depth (C) fluctuation might lead to incorrect demodulated results. This paper realizes a high-stability PGC-extended Kalman filter (EKF) demodulation algorithm based on a Field-Programmable Gate Array (FPGA). EKF-based ellipse fitting algorithm is used to eliminate nonlinear errors in the two original quadrature signals. The function and logic correctness of the design are verified by simulation. The simulation results show that the algorithm can calculate the ellipse parameters accurately and quickly. In experimental comparisons with the traditional PGC-Arctan demodulation algorithm, the PGC-EKF algorithm demonstrates significant suppression of nonlinear distortion in the demodulated results. As C varies from 1.5rad to 3.5rad, the algorithm achieves a mean SINAD of 38.457 dB with a standard deviation of 0.312 dB. Similarly, as the CPD varies from 0 to , the mean SINAD remains at 38.033 dB with a standard deviation of 0.777 dB. In addition, the PGC-EKF algorithm exhibits high stability during long-term operation on FPGA boards. This is evidenced by the significantly lower SINAD standard deviation (1.319dB) compared to the PGC-Arctan algorithm (3.296dB) when C is 2.63rad and CPD is 0 degrees. The proposed PGC-EKF demodulation algorithm based on FPGA has broad application prospects in fiber optic interferometric sensors.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
燕燕于飞发布了新的文献求助10
刚刚
ZR完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
鹿雅彤完成签到 ,获得积分10
1秒前
superllq完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
mm完成签到,获得积分10
2秒前
wh1t3zZ完成签到,获得积分10
3秒前
Wang发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
英姑应助燕燕于飞采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
搜集达人应助mooncakeshi采纳,获得10
6秒前
mm发布了新的文献求助10
6秒前
tts发布了新的文献求助10
6秒前
迅速的三娘完成签到 ,获得积分10
6秒前
科研通AI6.2应助tylerguillam采纳,获得10
8秒前
团团发布了新的文献求助10
9秒前
gtx完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
共享精神应助Cora采纳,获得10
10秒前
sunwen发布了新的文献求助10
12秒前
hhhhhh发布了新的文献求助10
13秒前
恶棍玉米完成签到,获得积分10
14秒前
xiuxiu酱完成签到 ,获得积分10
15秒前
sci_zt完成签到 ,获得积分10
16秒前
18秒前
情怀应助科科采纳,获得10
21秒前
懒羊羊发布了新的文献求助10
22秒前
隐形曼青应助蓝天采纳,获得10
25秒前
26秒前
小杨完成签到 ,获得积分10
26秒前
鲜艳的楼房应助能干彤采纳,获得10
26秒前
不敢自称科研人完成签到,获得积分10
27秒前
hhhhhh完成签到,获得积分20
28秒前
英俊的铭应助QQ糖采纳,获得10
30秒前
37秒前
隐形曼青应助Esther采纳,获得30
38秒前
FashionBoy应助贤惠的紫雪采纳,获得10
38秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 5000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
The Organic Chemistry of Biological Pathways Second Edition 1000
The Psychological Quest for Meaning 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6326642
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8143372
关于积分的说明 17074971
捐赠科研通 5380225
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2854344
邀请新用户注册赠送积分活动 1831959
关于科研通互助平台的介绍 1683204