[发明专利]用于激光测振仪的多普勒频移信号处理方法及其电路系统

说明书

本发明提供一种用于激光测振仪的多普勒频移信号处理方法及其电路系统，其中所述信号处理方法包括：通过第一混频器基于第一振荡器的第一本振信号对所述多普勒频移信号进行处理，以变换所述多普勒频移信号为预设频率的第一混频信号；通过第一滤波器对所述第一混频信号进行滤波处理，以获得滤波后的所述第一混频信号；通过第二混频器基于第二振荡器的第二本振信号对滤波后的所述第一混频信号进行处理，以变换所述第一混频信号为预设频率的第二混频信号；通过第二滤波器对所述第二混频信号进行滤波处理，以获得滤波后的所述第二混频信号；通过移相器对滤波后的所述第二混频信号进行移相处理，以获得移相后的所述第二混频信号为参考信号；以及通过鉴频器基于所述参考信号对滤波后的所述第二混频信号进行处理，以获得两者之间的频移量，其中，所述频移量用于获取所述振动信号。

技术领域

本发明涉及激光测量领域，尤其涉及一种用于激光测振仪的多普勒频移信号处理方法及其电路系统。

背景技术

激光测振仪又称外差干涉仪、双频干涉仪、交流干涉仪或激光干涉仪等，其普遍应用于测量因被测目标的变化如位移、振动、转动或者大气扰动等因素引起的光波相位变化或者多普勒频移，并经解调后获得该被测目标的位移、速度或振动信号。

激光测振仪的原理为：激光在半反半透玻璃镜的作用下分成两束，一束为测量光，一束为参考光，其中，参考光束通过声光调制器进行调制，以具有一定的频移。测量光被聚焦到被测目标表面，并且受被测目标表面的变化引发反射回激光接收机系统的测量光产生一个多普勒频移。反射回来的测量光和参考光发生干涉得到一个A sin(wt+Φ)的光强变化曲线。进而，通过信号处理器对多普勒频移信号进行处理便能够获得该被测目标的振动信号。

目前的信号处理电路系统一般采取高速ADC(数模转换器)、FPFA/DSP(数字信号处理)、PGC(相位解码算法)以及高速DAC(模数转换器)等高速数字器件或芯片对所述多普勒频移信号进行处理，以解码获得振动信号。该信号处理电路系统的缺点有：电路设计复杂，对采样率的要求较高，因此必须由高速ADC芯片进行采样，FPFA/DSP算法较为复杂，对电路设计要求较高，高速数字器件或芯片的成本较为昂贵，且由于各高速数字器件/芯片之间相互电连接的电路较复杂，成型后的电路板尺寸较大，基本上无法实现集成芯片化。

也就是说，目前市场上亟需一种电路简单、成本低且易于集成芯片化、体积较小的用于激光测振仪的多普勒频移信号处理方法及其电路系统。

发明内容

本发明的一个主要优势在于提供一种用于激光测振仪的多普勒频移信号处理方法及其电路系统，其不必采用高速ADC(数模转换器)、FPFA/DSP(数字信号处理)、PGC(相位解码算法)以及高速DAC(模数转换器)等高速数字器件或芯片，所需电路元件较少，电路简单，成本低且易于集成芯片化，体积较小。也就是说，所述电路系统解决了传统的电路系统的成本昂贵，算法复杂，不能被集成芯片化的难点。

本发明的另一个优势在于提供一种用于激光测振仪的多普勒频移信号处理方法及其电路系统，其能够在强干扰和噪声存在的情况下，解调出被测目标的位移、速度或振动信号等，且提高信噪比，适用于远距离测量或高速测量。

本发明的另一个优势在于提供一种用于激光测振仪的多普勒频移信号处理方法及其电路系统，其能够直接输出模拟量的振动信号，不必经DAC模数转换器进行转换处理。

本发明的另一个优势在于提供一种用于激光测振仪的多普勒频移信号处理方法及其电路系统，其能够有效抑制镜频干扰，提高测量灵敏度。

本发明的另一个优势在于提供一种用于激光测振仪的多普勒频移信号处理方法及其电路系统，其电路实施简单，稳定可靠，价格低廉，应用范围较广。

本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。