一种基于FPGA的高速自整角机数字解算方法

摘要

自整角机是广泛应用于轴角测量系统中一种非常重要的测量元件,现场可编程逻辑门阵列(FPGA)技术近几年的发展使得利用硬件描述语言实现信号的快速实时处理成为可能.设计采用Spartan-3系列的XC3S400芯片,根据自整角机输出信号的特点和角度测量原理,利用Verilog HDL语言编程完成控制逻辑和自整角机角信息的解算.应用坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法在FPGA中实现了反正切函数的计算,并引入改进的CORDIC算法以提高运算速度,节省硬件资源.经过测试,达到0.01°的轴角解算精度,角度解算区间达到[-360°,360°],并且,在不同的角度偏移量和不同的轴初始位置情况下都能获得满意的结果.