[发明专利]一种多普勒信号解调方法及其系统

说明书

一种多普勒信号解调方法及其系统。该多普勒信号解调方法包括步骤：对获得的多普勒信号进行放大处理，以获得放大后的多普勒信号，其中该多普勒信号为检测到的由被测物体的运动而引起的多普勒频移；对该放大后的多普勒信号进行带通滤波处理，以获得滤波后的多普勒信号作为输入信号，用于过滤该输入信号中的附加噪声；以及藉由锁相环解调模块，对该输入信号进行锁相解调，以输出解调信号，其中该解调信号的电压与该多普勒频移成正比，以通过该解调信号计算出该被测物体的运动速度。

技术领域

本发明涉及激光测振技术领域，特别是涉及一种多普勒信号解调方法及其系统。

背景技术

激光多普勒技术基本原理：通过检测由被测物体运动引起的多普勒频移而检测被测物体的运动速度。而要想获得被测物体的运动速度就需要对多普勒频移进行解调。传统的数字解调方式通常使用高速ADC(模数转换器)采集双路外差激光信号，根据光程差与相位差之间的关系，用FPGA(现场可编程门阵列)数字处理方式得到数字的位移量，再通过高分辨率的DAC(数模转换器)转成模拟电压输出。

然而，这种数字解调方式不但所需器件的价格高昂，信号处理算法复杂，而且容易受到外界环境干扰，对测量信号的信噪比要求比较高，导致解调容易受到外界环境的干扰，无法适应在恶劣环境中进行精密测量。因此，为了解决上述问题，急需一种新的多普勒信号解调方法或解调系统。

发明内容

本发明提供了一种多普勒信号解调方法及其系统，其能够滤除输入信号中众多相位噪声，压缩带宽，使得输入信号的载噪比很低，解调的输出信号非常纯净，特别适用于恶劣环境中的精密测量。当然，所述激光外参多普勒信号解调方法及其系统还能够有效地降低调频接收门限，提高接收灵敏度。

此外，所述激光外参多普勒信号解调方法及其系统解决了激光外参多普勒信号的速度解码，可以适用于低信噪比环境下的激光多普勒速度解调，也可以适用于激光测振(测速)仪器的信号解调(如激光外差干涉信号的解调)，是一种性价比高、精度高的激光外参多普勒信号解调电路。

为了实现上述至少一发明目的或其他目的和优点，本发明提供了一种多普勒信号解调方法，包括步骤：

对获得的多普勒信号进行放大处理，以获得放大后的多普勒信号，其中所述多普勒信号为检测到的由被测物体的运动而引起的多普勒频移；

对所述放大后的多普勒信号进行带通滤波处理，以获得滤波后的多普勒信号作为输入信号，用于过滤所述输入信号中的附加噪声；以及

藉由锁相环解调模块，对所述输入信号进行锁相解调，以输出解调信号，其中所述解调信号的电压与所述多普勒频移成正比，以通过所述解调信号计算出该被测物体的运动速度。

在本发明的一实施例中，所述藉由锁相环解调模块，对所述输入信号进行锁相解调，以输出速度解调信号作为输出信号的步骤，包括步骤：

藉由所述锁相环解调模块的一相位比较器，比较所述输入信号与通过所述锁相环解调模块的一压控振荡器输出的比较信号之间的相位差，以获得一误差电压；

藉由所述锁相环解调模块的一环路滤波器，过滤所述误差电压中的调制载波成分，以获得一控制电压；

通过所述控制电压调节通过所述压控振荡器输出的所述比较信号的频率，以使所述比较信号与所述输入信号具有一预定频率关系；以及

输出所述控制电压作为所述解调信号。

在本发明的一实施例中，所述比较信号的频率等于所述输入信号的频率。

在本发明的一实施例中，所述比较信号的频率与所述输入信号的频率之间的比例保持不变。

在本发明的一实施例中，所述比较信号的频率与所述输入信号的频率之差保持不变。