[发明专利]单频激光干涉测量中一种实时相位延迟补偿方法

权利要求书

1.一种单频激光干涉测量中一种实时相位延迟补偿方法，方法包括：

步骤1、信号通过前处理模块因为电子元器件差异导致通道间延时差，因此通道间延时差，从而导致出现相位延迟，非正交误差补偿模块输出一对幅值相等但是含有相位延时θ正交信号，正交信号f_m、f_r表示如下：

f_m＝Asin(ωt+θ)

f_r＝Acos(ωt+θ)

其中A表示数字干涉信号的幅值，θ表示相位延迟。

步骤2、通过测频算法实时得出两正交信号频率ω，并利用数字频率合成器DDS产生一倍频正、余弦参考信号(sin(ωt)、cos(ωt))，参考信号表示如下：

f_sin＝sin(ωt)

f_cos＝cos(ωt)

后分别于非正交误差补偿模块所产生的两正交信号利用乘法器相乘以及差分运算，获得一对仅含有相位延迟以及幅值的正、余弦信号f₁、f₂，具体计算过程如下：

f₁＝(f_m×f_cos)-(f_r×f_sin)＝Asin(θ)

f₂＝(f_r×f_cos)-(f_m×f_sin)＝Acos(θ)

从而进一步的对相位延迟进行补偿，来消除相位延迟对相位测量的影响。

步骤3、在相位延迟补偿模块中，运用含有相位延迟的两正交信号f_m、f_r与差分运算后得到的两含有相位延迟的信号f₁、f₂进行乘法运算，具体相位补偿算法如下：

f_m＝Asin(ωt+θ)＝A[sin(ωt)cosθ+cos(ωt)sinθ]

f_r＝Acos(ωt+θ)＝A[cos(ωt)cosθ-sin(ωt)sinθ]

Z₁＝f_m×f₂＝Asin(ωt+θ)×Acosθ＝A²[sin(ωt)cos²θ+cos(ωt)sinθcos(θ)]

Z₂＝f_r×f₁＝Acos(ωt+θ)×Asinθ＝A²[cos(ωt)cosθsin(θ)-sin(ωt)sin²θ]

D₁＝f_m×f₁＝Asin(ωt+θ)×Asinθ＝A²[sin(ωt)cosθsin(θ)+cos(ωt)sin²θ]

D₂＝f_r×f₂＝Acos(ωt+θ)×Acosθ＝A²[cos(ωt)cos²θ-sin(ωt)sinθcos(θ)]

步骤4、在相位延迟补偿模块中，两正交信号f_m、f_r分别与信号f₁、f₂通过乘法器进行乘法运算后得到Z₁、Z₂、D₁、D₂后在进行求和，以实现对相位延迟的实时补偿，重构出幅度不受相位延迟影响的一对正交信号f_m′、f′，计算公式如下：

f_m′＝Z₁+Z₂＝A²sinωt

f_r′＝D₁-D₂＝A²cosωt

步骤5、从而消除了相位延迟对相位测量的影响，对正交信号f_m′、f′进行反正切运算，从而得到待测相位，公式如下：