[发明专利]一种闭环控制的激光干涉测量同步动态增益补偿方法

权利要求书

1.一种闭环控制的激光干涉测量同步动态增益补偿方法，适用于双频激光干涉测量接收信号的信号强度的增益补偿，根据模数转换采样出的信号峰峰值与预设强度目标的差值，同步动态地进行超前的增益控制，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)根据信号采集部分模数转换的采集要求，确定需要增益到的信号强度的目标区间和触发修改信号增益的阈值；

(2)取采集到的正弦电信号强度值，作为调节增益时所需要的正弦光信号强度数据；

(3)根据所述正弦光信号强度数据与所需信号强度目标值进行PID运算；

(4)根据PID调节运算结果，FPGA修改DAC输出电压数据控制增益补偿模块的补偿增益，进行一次增益调节；

(5)完成一次增益调节，采集调节后的信号强度数据；

(6)重复(3)、(4)、(5)步骤，将信号强度保持在所设定的目标区间内；

以上方法步骤与双频激光干涉测量流程同步进行，以实现动态的增益补偿；

所述方法中：

步骤(1)中，确定需要增益到的信号强度的目标区间和触发修改信号增益的阈值，其目的是：降低增益调节的灵敏度，防止因信号抖动、采样位置不同引起的增益频繁改变，减少无效调节的发生；

步骤(2)中，所述正弦电信号强度值，由AD采样后得到的正弦信号采样数值的最大值与最小值作差得到，即对应正弦电信号的峰峰值，用于衡量输入通道的光电转换电信号的信号强度；

步骤(3)中，根据所述正弦光信号强度数据与信号强度目标值进行PID调节运算，是采用目标信号强度与实际信号强度的偏差进行PID调节运算，运算后的结果为进行增益补偿时所需要调节的可调增益电路放大倍数的参考值，根据参考值确定控制DAC输入到增益电路的控制电压的电压值，以实现对信号增益的闭环控制。

2.根据权利要求1所述的一种闭环控制的激光干涉测量同步动态增益补偿方法，其特征是：所述的闭环控制的激光干涉测量同步动态增益补偿方法与双频激光干涉信号测量过程同步运行，实时调节双频激光干涉测量接收信号的增益。

3.根据权利要求1所述的一种闭环控制的激光干涉测量同步动态增益补偿方法，其特征是：所述的需要增益到的信号强度的目标区间，满足模数转换中ADC采集需求的有效电压采样区间，尽量占满ADC量程但又不达到ADC量程的上限。

4.根据权利要求1所述的一种闭环控制的激光干涉测量同步动态增益补偿方法，其特征是：所述的触发修改信号增益的阈值，其大小由ADC采样率和信号稳定性共同决定，一个合理的阈值取值可防止因信号采样到的信号的位置不同及信号本身的抖动触发额外的闭环调节过程，用于限制增益调节的灵敏度；信号增益的阈值包含信号强度上限和信号强度下限，超过上限触发减小增益的闭环控制流程，低于下限触发增大增益的闭环控制流程。

5.根据权利要求1所述的一种闭环控制的激光干涉测量同步动态增益补偿方法，其特征是：所述的正弦电信号，是由前置光电转换电路转换出的双频激光干涉测量信号经过滤除直流之后的正弦电信号，为频率单一的正弦信号。

6.根据权利要求1所述的一种闭环控制的激光干涉测量同步动态增益补偿方法，其特征是：所述的正弦电信号强度值，是由前置光电转换电路转换出的双频激光干涉测量信号经过滤除直流之后的正弦电信号的峰峰值，由于AD采样本身取值的因素，所述正弦电信号强度值为AD采样后得到的正弦信号数值的最大值与最小值作差得到，用于衡量输入通道的光电转换电信号的信号强度。

7.根据权利要求1所述的一种闭环控制的激光干涉测量同步动态增益补偿方法，其特征是：所述的正弦光信号强度数据与信号强度目标值进行PID运算，输入参数为目标信号强度与采样得到的实际信号强度的偏差，用于进行PID运算；运算结果为反映应调整的增益值，使用该增益值修改增益控制DAC输出电压进行可变增益放大器的增益调节。

8.根据权利要求1所述的一种闭环控制的激光干涉测量同步动态增益补偿方法，其特征是：所述的增益补偿模块，是由前置滤波器与定增益补偿放大器、可控增益放大器、后置滤波器组成，其中：定增益补偿放大器用于补偿可控增益放大器最小增益时的信号增益，扩大信号增益的动态范围；可控增益放大器的增益倍数由输入到控制端口的电压控制。