雙縱模雙頻激光干涉儀信號處理系統(tǒng)的研究.pdf

1、雙頻激光干涉儀是現(xiàn)代幾何量精密測量中最常見，也是工業(yè)中最具權(quán)威的長度測量儀器。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，對系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。論文的主要研究工作如下： 首先，對現(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)果與實際觀察到的現(xiàn)象相吻合；并確定了非線性對測量速度和測量精度的影響大小，最后給出定量結(jié)論。 然后，針對現(xiàn)有電路系統(tǒng)的信號易有直流漂移、調(diào)整光路觀察信

2、號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)輸出的信號經(jīng)0°功分器后分成兩路，它們分別與測量信號和參考信號進(jìn)行混頻(測量信號和參考信號頻率分別為△v±△f和△v)，得到測量鏡運動調(diào)制的測量信號|v-△v|±△f和參考信號形成的信號|v-△v|，式中△f為Doppler頻移。根據(jù)峰值運算電路，可以得到測量信號的強(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量和參考兩路信號進(jìn)行自增益控制放大和整形，最終得到

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