高级检索

ISSN1001-3806CN51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

双路信号相位同步测量系统设计与实现

杜志广 颜树华 林存宝 王国超 魏春华

引用本文:
Citation:

双路信号相位同步测量系统设计与实现

    作者简介: 杜志广(1991-),男,硕士研究生,主要从事光学精密测量与信号处理方面的研究。.
    通讯作者: 颜树华, yanshuhua996@163.com
  • 基金项目:

    国家自然科学基金资助项目(51275523)

  • 中图分类号: TH744.3

Design and implement of a synchronous phase measurement system for dual-channel signals

    Corresponding author: YAN Shuhua, yanshuhua996@163.com ;
  • CLC number: TH744.3

  • 摘要: 为了实现2维外差干涉位移测量中信号相位的精确同步探测,采用整周期计数与脉冲填充相结合的方法,利用同一时钟基准,对双路信号进行同步检测与并行处理,设计并实现了一种基于现场可编程门阵列的双路外差干涉信号相位同步测量系统。该系统在100kHz载波频率下测量分辨率可以达到0.18,双路信号下的相位同步测量误差同样为0.18。结果表明,该系统实现了整小数相位的精确测量,确保了双路信号相位的实时同步探测,能够满足各种2维外差干涉位移测量系统对相位同步测量的需求。
  • [1]

    ZHANG E Z, HAO Q, CHEN B Y, et al. Laser heterodyne interferometer for simultaneous measuring displacement and angle based on the Faraday effect[J]. Optics Express, 2014, 22(21):25587-25598.
    [2]

    WU C C, HSU C C, LEE J Y, et al. Heterodyne common-path grating interferometer with Littrow configuration[J]. Optics Express, 2013, 21(11):13322-13332.
    [3]

    CHEN B Y, YAN L P, YANG T, et al. Development of a laser synthetic wavelength interferometer for large displacement measurement with nanometer accuracy[J]. Optics Express, 2010, 18(3):3000-3010.
    [4]

    JIAN P, PINEL O, FABRE C, et al. Real-time displacement measurement immune from atmospheric parameters using optical frequency combs[J]. Optics Express, 2012, 20(24):27133-27146.
    [5]

    HORESTANI A K, NAQUI J, SHATERIAN Z, et al. Two-dimensional alignment and displacement sensor based on movable broadside-coupled split ring resonators[J]. Sensors and Actuators, 2014, A210(1):18-24.
    [6]

    HSIEH H L, PAN S W. Three-degree-of-freedom displacement measurement using grating-based heterodyne interferometry[J]. Applied Optics,2013, 52(27):6840-6848.
    [7]

    HSIEH H L, CHEN J C, LERONDEL D. Two-dimensional displacement measurement by quasi-common-optical-path heterodyne grating interferometer[J]. Optics Express, 2011, 19(10):9770-9782.
    [8]

    HSU C C, WU C C, LEE J Y, et al. Reflection type heterodyne grating interferometry for in-plane displacement measurement[J]. Optics Communications, 2008, 281(1):2582-2589.
    [9]

    LI S D, ZHANG X L, TAO H, et al. Hardware design and realization of 3D grating displacement measurement system[J]. Transducer and Microsystem Technologies, 2013, 32(5):124-127 (in Chinese).
    [10]

    LIN C B, YAN S H, DU Zh G, et al. High-efficiency gold-coated cross-grating for heterodyne grating interferometer with improved signal contrast and optical subdivision[J]. Optics Communications, 2015, 339(15):86-93.
    [11]

    SHI Y, JU A S, LE Y F. Heterodyne interference signal processing method based on FPGA[J]. Laser Technology, 2012, 36(2):225-227 (in Chinese).
    [12]

    QIU X Q, LE Y F, WANG J. Interpolation of heterodyne interferometric signals based on FPGA[J]. Laser Technology, 2011, 35(2):199-205 (in Chinese).
    [13]

    LE Y F, LI X X, JU A S. Design of phase comparator in a laser heterodyne interferometer[J]. Laser Technology, 2014, 38(1):119-123 (in Chinese).
    [14]

    YANG D X, YAN S H, DU L B, et al. Design of a miniature single-grating displacement measuring system with nanometer resolution[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(4):1020-1025 (in Chinese).
    [15]

    WANG H, ZHOU W, LI Z Q. Frequency measurement method based on delay chain[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2008, 29(3):320-323 (in Chinese).
  • [1] 乐燕芬李霄夏句爱松 . 激光外差干涉仪相位计的设计. 激光技术, 2014, 38(1): 119-123. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.01.026
    [2] 霍雷曾晓东安毓英冯喆珺曹长庆 . 利用激光多普勒外差原理对振动物体测量及分析. 激光技术, 2011, 35(5): 600-602,687. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.007
    [3] 刘航冯立强 . 中红外激光相位测量及阿秒脉冲的产生. 激光技术, 2017, 41(2): 151-158. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.001
    [4] 王慧白乐源麻珂张启灿 . 颜色编码正弦条纹实现孤立动态物体3维测量. 激光技术, 2014, 38(3): 297-301. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.003
    [5] 魏亚运周昕王梦婷呼有军 . 基于光学扫描全息测量相位物体的相位分布. 激光技术, 2016, 40(6): 820-824. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.010
    [6] 马亚云赵冬娥张斌 . 共路外差干涉测量液晶空间光调制器相位特性. 激光技术, 2021, 45(5): 614-619. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.05.013
    [7] 陈希慧焦春妍李俊昌 . 空间载波相移法用于全息CT测量气体温度场. 激光技术, 2006, 30(4): 412-414.
    [8] 时颖句爱松乐燕芬 . 基于FPGA的外差干涉信号处理方法. 激光技术, 2012, 36(2): 221-224. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.020
    [9] 朱红伟叶会英 . 光反馈自混合干涉系统反馈水平的研究与测量. 激光技术, 2010, 34(6): 847-850. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.06.034
    [10] 刘洪冰李玉栋崔国新张艳峰陈靖许京军孙骞 . 马赫-曾德尔外差干涉椭偏仪非线性误差分析. 激光技术, 2009, 33(3): 239-242.
    [11] 彭敦云宋连科栗开婷郭文静 . 偏光干涉法测量液晶的双折射率. 激光技术, 2014, 38(3): 422-424. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.030
    [12] 李建民王蕴芬田野牛振凤刘伟东韩冰刘钰马艳丽 . 基于远场干涉测量棱镜内气泡直径. 激光技术, 2010, 34(1): 67-70. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.019
    [13] 唐朝伟邵艳清何国田张鹏张旭详赵丽娟傅明怡 . 双折射晶体厚度干涉测量技术的研究. 激光技术, 2008, 32(5): 521-522,530.
    [14] 王国超颜树华高雷谢学东田震 . 光栅干涉位移测量技术发展综述. 激光技术, 2010, 34(5): 661-664,716. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.023
    [15] 刘旭任寰于德强杨一郑芳兰 . 干涉法测量光学材料光学非均匀性. 激光技术, 2011, 35(2): 189-192. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.013
    [16] 张羽鹏王开福 . LabVIEW和MATLAB在电子散斑干涉图像处理中的应用. 激光技术, 2009, 33(6): 582-585,589. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.06.007
    [17] 于洪 . 飞秒激光脉冲宽度测量研究. 激光技术, 2013, 37(5): 679-681. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.05.025
    [18] 李儒颂马红梅叶文江 . 基于迈克尔逊干涉液晶双折射率的测量方法设计. 激光技术, 2016, 40(4): 487-490. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.007
    [19] 李振有禹延光叶会英 . 基于适度光反馈自混合干涉技术的微位移测量. 激光技术, 2008, 32(5): 499-501,516.
    [20] 王喜宝宋连科朱化凤郝殿中蔡君古 . 连续偏光干涉法测量波片宽波段延迟量变化. 激光技术, 2012, 36(2): 255-257,261. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.02.028
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  9040
  • HTML全文浏览量:  5950
  • PDF下载量:  163
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-23
  • 录用日期:  2015-05-13
  • 刊出日期:  2016-05-25

双路信号相位同步测量系统设计与实现

    通讯作者: 颜树华, yanshuhua996@163.com
    作者简介: 杜志广(1991-),男,硕士研究生,主要从事光学精密测量与信号处理方面的研究。
  • 1. 国防科学技术大学 机电工程与自动化学院 仪器科学与技术系, 长沙 410073
基金项目:  国家自然科学基金资助项目(51275523)

摘要: 为了实现2维外差干涉位移测量中信号相位的精确同步探测,采用整周期计数与脉冲填充相结合的方法,利用同一时钟基准,对双路信号进行同步检测与并行处理,设计并实现了一种基于现场可编程门阵列的双路外差干涉信号相位同步测量系统。该系统在100kHz载波频率下测量分辨率可以达到0.18,双路信号下的相位同步测量误差同样为0.18。结果表明,该系统实现了整小数相位的精确测量,确保了双路信号相位的实时同步探测,能够满足各种2维外差干涉位移测量系统对相位同步测量的需求。

English Abstract

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回