一种基于残周期拟合的激光测冲击信号解调方法

梁志国

(北京长城计量测试技术研究所 计量与校准技术重点实验室，北京 100095)

1 引 言

激光测量冲击与激光测振[1～5]，均主要利用相对运动产生的激光多普勒效应，因而，调频(FM)信号解调一直是该方法的核心。其中的关键有两点：解调准确度和解调速度。在计量校准中，最重要的是解调准确度。

关于调频信号的解调，目前存在两类方法，硬件法和软件法。无论哪类方法用于激光测量，人们都不能直接在光频上进行解调操作，均需要通过变频方式将激光频率中的调制信息变换到较低的无线电频率上，再执行后续解调和处理。

经典的硬件解调法，主要通过模拟电路，鉴频、检波解调出频率调制信号波形。

软件法主要在低频的基带信号基础上，使用高速数据采集技术进行波形测量，获得数字化测量序列，然后再以软件算法计算出调制信号波形，完成解调。软件法中，比较常用的是过零点检测法，正交变换法、希尔伯特变换法、曲线拟合法、跟踪滤波器法等[6～12]。

其中，用于外差FM信号的过零检测法最为简单，缺点是时间分辨力较低，且解调结果的时域坐标为非线性的。因而仅仅适用于获得调制波形的某些参量，在获得低失真调制波形方面存在原理缺陷。

正交变换法是最重要的解调方法，它借助于两路相位相差90°的正弦信号，在与载波含有相同的频率调制信息时，通过对两路信号的反正切运算获得已调制信号的实时相位波形，经过相位展开获得连续相位曲线，该曲线的微分即是频率调制信号的解调结果。……