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申请/专利权人:安徽至博光电科技股份有限公司
摘要:本发明公开了一种改进的相位解调算法及装置,属于光学干涉测量技术领域。通过正交信号提取出相位延迟项,再利用除法器消除正交信号中的相位延迟项,结合贝塞尔递推公式,消除光源功率波动、相位延迟和调制深度对待测信号的影响;解调算法本身未引入反正切运算,解调结果不会引入非线性失真;本发明算法的解调结果不含光强B和相位延迟,可有效抑制光源功率波动和相位延迟引起的信号失真。
主权项:1.一种改进的相位解调算法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:干涉仪输出的干涉光信号的电流表达式为 其中,A为干涉信号的直流量;B为光强度,其中B=kA,0k1,k为干涉条纹可见度;C为调制深度,是所述干涉仪引入的相位载波幅值;ω0为调制信号的频率;为相位延迟,φt为待测相位;步骤2:通过贝塞尔函数对步骤1的电流表达式进行展开,可得电流展开式如下 其中,JnC为n阶贝塞尔函数;步骤3:将步骤2的电流展开式分别乘以sinw0t、cosw0t和sin2w0t、cos2w0t,再分别经积化和差公式化简后,经低通滤波分别滤除所有含w0及其倍频项,得到 步骤4:对步骤3中的X11和X12、Y11和Y12分别平方并相加可得 步骤5:对步骤4中的和分别进行开方后再取绝对值,可得: 步骤6:将步骤3中的X12、Y12分别与步骤5中的X21、Y21对应相除,可得步骤7:将步骤6中的分别与步骤3中的X12、Y12对应相除,可得 步骤8:对步骤2中的电流展开式进行低通滤波,以滤除所有含w0及其倍频项,得到Z=BJ0Ccosφt其中,φt为待测相位;步骤9:对步骤7中的Y和步骤8中的Z分别求偏导,可得:Y′=BJ2Csinφtφ′tZ′=-BJ0Csinφtφ′t步骤10:将步骤9中的Y′、Z′分别除以步骤7中的X,可得 步骤11:将步骤10中的和相减,可得 步骤12:通过贝塞尔递推公式对步骤11中的进行化简,所述贝塞尔递推公式为: 其中,Jnx为n阶贝塞尔函数,则可化简为: 步骤13:对步骤12中的φ′t依次进行积分和高通滤波后,得到的解调结果Iout为: 其中,C为定值,则为常数,且解调结果Iout不含光强度B和相位延迟可有效抑制光源功率波动和相位延迟引起的信号失真。
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