雙縱模雙頻激光干涉儀信號(hào)處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、雙頻激光干涉儀是現(xiàn)代幾何量精密測(cè)量中最常見，也是工業(yè)中最具權(quán)威的長(zhǎng)度測(cè)量?jī)x器。本課題在現(xiàn)有的以雙縱模熱穩(wěn)頻He-Ne激光器為光源構(gòu)成的雙頻激光干涉儀基礎(chǔ)之上，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。論文的主要研究工作如下： 首先，對(duì)現(xiàn)有雙縱模雙頻激光干涉儀非線性產(chǎn)生的原因進(jìn)行詳細(xì)的理論分析，其結(jié)果與實(shí)際觀察到的現(xiàn)象相吻合；并確定了非線性對(duì)測(cè)量速度和測(cè)量精度的影響大小，最后給出定量結(jié)論。 然后，針對(duì)現(xiàn)有電路系統(tǒng)的信號(hào)易有直流漂移、調(diào)整光路觀察信

2、號(hào)不方便的不足之處提出解決方案，即：高穩(wěn)定度的高頻振蕩器(輸出頻率為v)輸出的信號(hào)經(jīng)0°功分器后分成兩路，它們分別與測(cè)量信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行混頻(測(cè)量信號(hào)和參考信號(hào)頻率分別為△v±△f和△v)，得到測(cè)量鏡運(yùn)動(dòng)調(diào)制的測(cè)量信號(hào)|v-△v|±△f和參考信號(hào)形成的信號(hào)|v-△v|，式中△f為Doppler頻移。根據(jù)峰值運(yùn)算電路，可以得到測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)弱，從而判斷出光路調(diào)整的好壞。然后分別將混頻后的測(cè)量和參考兩路信號(hào)進(jìn)行自增益控制放大和整形，最終得到

3、計(jì)數(shù)器可直接計(jì)數(shù)的方波脈沖信號(hào)。此方案的優(yōu)點(diǎn)在于：改進(jìn)后系統(tǒng)具有交流系統(tǒng)的特點(diǎn)，原來(lái)導(dǎo)致信號(hào)產(chǎn)生直流漂移等問(wèn)題的各種因素(包括非線性的影響)，都可以通過(guò)交流自動(dòng)增益放大等手段加以處理，并使整個(gè)系統(tǒng)容易滿足正常工作的條件。 再次，對(duì)改進(jìn)后的電路系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，其中包括峰值運(yùn)算電路、基于AD603的自動(dòng)增益控制(AGC)電路和基于復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)的計(jì)數(shù)電路等。 最后，在完成了電路板的制作、安裝和軟、硬件調(diào)