[发明专利]一种四路正交差动信号解调仪表校准方法及系统

权利要求书

1.一种四路正交差动信号解调仪表校准方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：安装四路正交差动信号解调仪表校准系统，并连接被校准仪器；

将标准信号产生系统中的主信号发生器、从信号发生器进行同步连接；将主信号发生器、从信号发生器的输出通道对应接给被校准仪器的通道上；

步骤二：设定主信号发生器参数；

将主信号发生器的输出参考端接到从信号发生器的外部输入参考端，触发设为ON，系统根据使用需要设定固定MHz Ref自动关闭，源设为internal；依据被校准仪表或板卡的信号要求，分别设定信号发生器两个通道的参数，设定通道1的参数：波形、周期、振幅、偏置参数、触发循环数，初始相位；设定通道2的波形、周期、振幅、偏置参数、触发循环数，设定通道2上述参数与通道1相同，通道1的相位设为0°，通道2的相位设为90°；其中循环数按照被校准仪表或板卡解调信号的个数和校准时设定的角度大小来确定；

步骤三：设定从信号发生器参数；

从信号发生器运行模式设为触发，信号源选用外部，系统选择外部触发，同步参考时钟设为外部；分别设定通道3和通道4的波形、周期、振幅、偏置参数、触发循环数，设定上述参数与步骤二中的通道1相同，将通道3的相位设为180°，将通道4的相位设为270°；

步骤四：设定周期T；

周期T的设定根据被校准仪表或板卡响应的频率f设定，满足如下关系：

步骤五：确定触发循环数M；

当被校准仪表或板卡解算的圆光栅的线数为N/圈，则每度对应的光栅线数为N/360，需要转过角度为α度时，则触发循环数M按下式计算；

当被校准仪表或板卡解算的长光栅的线数为N/mm，则每米对应的光栅线数为1000·N，需要运动长度l米时，则触发循环数M按下式计算；

M＝1000·l·N

由于信号发生器仅给出整数波形，被校准仪表或板卡解算光栅一圈的刻线总数为N时，能够给出的角度测量分辨率η为：

其中：

P—信号周期，单位：〃

η—分辨率，单位：〃

N—光栅一圈360°的刻线总数；

同样，被校准仪表或板卡用于解算长度光栅时，当光栅的线数为N/mm，能够给出的长度测量分辨率Q为：

其中：

γ—信号周期，单位：μm

Q—分辨率，单位：μm

N—1mm长度上的刻线总数；

步骤六：根据被校准仪器输出信号要求，按照步骤二分别设定主信号发生器通道1和通道2的波形、单个周期、幅值、偏置电压参数、初始相位；按照步骤三分别设定从信号发生器通道3和通道4的波形、单个周期、幅值、偏置电压参数、初始相位，根据所须变化的角度α或长度l，按照步骤二、三、五确定触发循环数M；按照步骤四设定周期T；在主信号发生器每按下一次触发键则输出一个标准值，同时记录被校准对象解算值，计算被校准对象解算值与标准值的差，得到被校对象的测量误差，即得到四路正交差动信号解调仪校准结果；

所述标准值为角度α或长度l；所述被校准仪表解算值为角度α′或长度l′。

2.如权利要求1所述的一种四路正交差动信号解调仪表校准方法，其特征在于：步骤六中四路正交差动信号解调仪校准结果用下式表示：

e_i＝α′_i-α_i

e_i—第i个角度或长度时测量误差偏差，单位：〃或μm；

α′_i—被校准仪表解调得到的第i个角度或长度值，单位：〃或μm；

α_i—标准系统给出的第i个标准角度或长度值，单位：〃或μm；角度或长度示值误差：

3.如权利要求2所述的一种四路正交差动信号解调仪表校准方法，其特征在于：步骤二将主信号发生器的10MHz参考输出端接到从信号发生器的外部输入参考端，触发设为ON，设定10MHz Ref自动关闭，源设为internal。

4.一种四路正交差动信号解调仪表校准系统，用于实现如权利要求1、2或3所述的一种四路正交差动信号解调仪表校准方法，其特征在于：包括标准信号产生子系统、两台双通道高精度信号发生器，被校准对象是被校仪器或板卡；标准信号产生子系统用于产生标准四路正交差动信号，包括主信号发生器、从信号发生器；两台双通道高精度信号发生器，用于产生标准的四路差动信号；

将标准信号产生系统中的主信号发生器、从信号发生器进行同步连接；将主信号发生器、从信号发生器的输出通道对应接给被校准对象的通道上；根据被校准对象输出信号要求，按照步骤二分别设定主信号发生器通道1和通道2的波形、单个周期、幅值、偏置电压参数、初始相位；按照步骤三分别设定从信号发生器通道3和通道4的波形、单个周期、幅值、偏置电压参数、初始相位；根据所需变化的角度α或长度l，按照步骤二、三、五确定触发循环数M；按照步骤四设定周期T；在主信号发生器上每按下一次触发键则输出一个标准值，同时记录被校准对象解算值，计算被校准对象解算值与标准值的差，得到被校对象的测量误差。