[发明专利]用于激光多普勒测振仪的多普勒回波信号处理方法及其电路系统

说明书

一种用于激光多普勒测振仪的多普勒回波信号处理方法及其电路系统，其中，该方法包括：对获取的多普勒回波信号进行I/V转化，以将多普勒回波信号转化为电压信号；以及，对转化为电压信号的所述多普勒回波信号进行对数处理或近对数处理，以生成具有预设固定幅值的多普勒回波信号。这样，通过对采集的多普勒回波信号进行对数或似对数放大处理，以对信号波形进行压缩，并输出具有固定幅值的对数信号，通过这样的方式，有效地解决了信号波动引起的寄生调幅的问题，并有效地提取了所述激光多普勒信号中的有用信号，利于提高其信噪比。

技术领域

本申请涉及激光测量领域，尤其涉及用于激光多普勒测振仪的多普勒回波信号处理方法及其电路系统。

背景技术

激光多普勒测振仪是一种基于光学多普勒效应的激光动态干涉仪，用于测量物体的振动、速度以及位移等数据。激光多普勒测振仪的原理为：激光在半反半透玻璃镜的作用下被分成两束，一束作为参考光，一束作为测量光，其中，参考光通过声光调制器进行调制，以具有一定的频移。测量光被聚焦到被测物体表面，并且受被测物体表面的振动引发反射回激光接收机系统的测量光产生一个多普勒频移。反射回来的测量光和参考光发生干涉得到一个A sin(wt+Φ)的光强变化曲线。进而，通过信号处理器对多普勒频移信号进行处理便能够获得该被测物体振动的速度和位移数据。

在信号处理的过程中，首先需从由反射回来的测量光和参考光产生的多普勒频移信号中(以下称为多普勒回波信号)检测到有用的光信号。然而，该多普勒回波信号为微弱的光信号(信噪比低)，这给激光多普勒微弱信号检测带来了诸多挑战。现有的用于激光多普勒微弱信号检测的技术方案为：通过线性放大器对采集的多普勒回波信号进行线性放大，并结合滤波器对放大之后的多普勒回波信号进行处理，以获取多普勒回波信号中有用的光信号。

然而，这种技术方案在具体应用中却存在诸多缺陷，例如，提取的有用信号的信噪比很差，容易引发寄生调幅等。因此，存在一种对于更优的用于激光多普勒测振仪的多普勒回波信号处理方法及其电路系统的需求。

申请内容

本申请的主要目的在于提供一种用于激光多普勒测振仪的多普勒回波信号处理方法及其电路系统，其中，通过对所述多普勒回波信号进行对数或似对数处理，以一定程度地压缩了所述多普勒回波信号中的噪声，放大了有用信号，以获得信噪比较高的多普勒回波信号。

本申请的另一目的在于提供一种用于激光多普勒测振仪的多普勒回波信号处理方法及其电路系统，其中，通过对所述多普勒回波信号进行对数或似对数处理，能够有效地避免寄生调幅的现象。

本申请的另一目的在于提供一种用于激光多普勒测振仪的多普勒回波信号处理方法及其电路系统，其中，所述多普勒回波信号处理方法能够对所述多普勒回波信号进行处理，以获得所述多普勒回波信号的RSSI值(Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示)。

本申请的另一目的在于提供一种用于激光多普勒测振仪的多普勒回波信号处理方法及其电路系统，其中，经过本申请提供的电路系统处理之后的所述多普勒回波信号具有相对较高的信噪比，有利于后续信号处理。

通过下面的描述，本申请的其它优势和特征将会变得显而易见，并可以通过权利要求书中特别指出的手段和组合得到实现。

为实现上述至少一目的或优势，本申请提供一种用于激光多普勒测振仪的多普勒回波信号处理方法，其包括：

对获取的多普勒回波信号进行I/V转化，以将多普勒回波信号转化为电压信号；以及，对转化为电压信号的所述多普勒回波信号进行对数处理或近对数处理，以生成具有预设固定幅值的多普勒回波信号。