论文摘要
随着科学技术的进步,激光干涉测量技术向着更高的精度和更大的动态范围方向发展,对其解调技术的要求也越来越高。相位生成载波（PGC）解调方法是高灵敏度解调技术之一,而对数字化的PGC解调方法的研究更具有现实意义和实用性,在振动测量、加速度测量、水声信号测量等方面都得到了很好的应用。本论文的主要工作是对低频微小振动信号进行解调,搭建了基于数字信号处理器（DSP）的PGC解调系统,论文工作的内容集中在数字实现中关键参数的选择、PGC解调系统算法的实现、系统硬件电路的设计与调试等几个方面。具体内容包含以下几点:1.讨论了PGC的调制与解调原理,根据本课题的信号解调性能指标设置了系统各参量。2.设计了信号采集、前端处理电路和基于TMS320VC541 6DSP的数字解调电路,实现了PGC解调系统的软件算法编程。3.研究了数字PGC解调系统的噪声及其传递规律,推导并确定了系统理论最小可检测振动信号。4.搭建了实验平台,对纳米振动平台产生的微小振动信号进行了测试。系统实现了对频率范围10-200Hz低频振动信号的高精度实时测量,其振幅分辨率优于纳米量级,动态范围大约为100dB。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 高精度振动测量的目的与意义1.2 激光干涉信号解调方法的国内外研究现状1.3 课题的研究方法与本文的研究工作第2章 基于PGC原理的激光干涉信号解调方法2.1 基于有源零差的激光干涉仪光路2.2 解调电路方案2.3 PGC的若干理论问题讨论2.3.1 载波频率的选取2.3.2 采样频率的选取2.3.3 抗混叠滤波器的选取2.3.4 动态范围的讨论2.4 本章小结第3章 解调系统硬件电路设计3.1 DSP芯片选型3.2 系统硬件电路框图3.3 模数转换器3.3.1 模数转换器的选择3.3.2 模数转换器的读取3.4 数模转换器3.5 光电转换电路3.6 抗混叠滤波器设计3.7 PZT调制驱动器3.8 本章小结第4章 解调算法实现与优化4.1 DSP算法实现4.1.1 数字相关器的设计4.1.2 数字相移器的设计4.1.3 数字滤波器的设计4.1.4 微分交叉相乘处理方法4.1.5 数字积分器的设计4.1.6 高通滤波器的设计4.2 DSP算法优化4.2.1 数字滤波器的优化4.2.2 数字积分器的优化4.2.3 降采样算法的研究4.3 本章小结第5章 数字PGC算法误差理论与传递规律研究5.1 对比度B的确定与影响5.2 调制深度C的影响与确定5.3 光电转换电路的噪声分析5.4 PGC算法误差与噪声分析5.5 本章小结第6章 解调电路的实验研究6.1 信号特性研究6.2 振动特性研究6.3 实验结果分析6.4 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢附录
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标签：激光干涉论文; 振动测量论文; 相位生成载波论文;
