基于FPGA和USB的He-Ne激光频率稳定度数字信号处理系统的设计

摘要

激光技术现已广泛应用于交通、医疗、国防等相关领域,而激光频率稳定度是衡量激光性能的重要指标。如何准确测量激光器的频率稳定度是当代研究领域的一大热点。
　　由于激光信号频率的直接测量值超出了普通探测器的测量范围,因此通常采用 I2稳频激光器的拍频值作为 He-Ne激光器频率稳定度的测量值。本文采用了拍频测量技术,研制了一套 He-Ne激光频率稳定度的后端数字信号处理系统。该系统能够较为准确地测量出激光器的频率稳定度,理论上精确度可达0.1kHz。本文具体工作如下:
　　(1)阅读大量文献,研究了国内外激光稳定度测量技术。介绍了国际通用的拍频测量技术的原理,并根据此技术给出了一套He-Ne激光稳定度的整体设计框架。
　　(2)根据整体设计框架,我们设计了一套完整的激光稳定度后端数字信号处理系统。并且完成了数字信号处理系统的硬件电路设计、PCB制板以及电气特性检测和管脚信号模拟测试、焊接,并开发了相应的USB固件程序和FPGA计数时序控制程序等,最终达到课题研究的要求。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2激光频率稳定度测量的发展现状

1.3 He-Ne激光器频率稳定度测量技术

1.4论文工作

第二章 He-Ne激光频率稳定度测量原理和信号处理系统设计

2.1 He-Ne激光稳定度测量原理

2.2数字信号测量系统的总体设计方案

2.3本章小结

第三章 He-Ne激光稳定度数字信号处理系统的模块以及器件功能

3.1 FPGA控制模块

3.2 SDRAM存储模块

3.3传输模块CY7C68013

3.4 本章小结

第四章 He-Ne激光频率稳定度数字信号处理系统电路设计

4.1电源模块设计

4.2存储模块设计

4.3 控制模块设计

4.4传输模块设计

4.5电路板的设计

4.6电气规则检测及管脚信号模拟测试

4.7本章小结

第五章 系统软件开发与设计

5.1控制模块FPGA开发和设计

5.2 USB固件软件开发

5.3 USB固件程序的下载和烧写

5.4本章小结

第六章 总结和展望

致谢

参考文献