[发明专利]一种基于时域的相位分析方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种基于时域的相位分析方法、装置及系统，包括：对两路数字信号的相邻采样点进行实时斜率计算，得到实时采样斜率值；当其中任一路数字信号的实时采样斜率值达到设定斜率值时，输出第一触发脉冲信号，根据第一触发脉冲信号触发所述该路数字信号，获取相位计算开始位；当另一路数字信号的实时采样斜率值达到所述设定斜率值时，输出第二触发脉冲信号，根据第二触发脉冲信号触发所述该路数字信号，获取相位计算结束位；计算上述相位计算开始位与相位计算结束位之间的时间差值，根据时间差值和模拟信号已知的周期信息，得到两路数字信号在时域下的相位差，实现外差干涉仪在时域上的相位分析。

技术领域

本发明涉及相位分析技术领域，尤其涉及一种基于时域的相位分析方法、装置及系统。

背景技术

干涉仪是一种测量距离变化的高精度仪器，广泛应用于等离子体诊断和空间距离探测中。外差干涉仪是干涉仪的一种，它通过相位差测量可以获得比基于强度测量更好的信噪比和精度。

目前，外差干涉仪上常用的、成熟的相位比较方法包括基于模拟的过零比较法和基于数字方法的傅里叶变换分析法。过零比较法通过判断中频正弦波信号的幅值从负值到正值的变化，在一个周期内比较探测道与参考道的相位差，因此该方法受到调制中频的影响，其相位分辨率为中频频率值。基于数字电路的傅里叶变换分析法要求较为复杂的算法设计，通过在计算机或者具有数字运算功能的芯片内进行包含正弦计算、傅里叶变换等在内的数字信号处理。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于时域的相位分析方法、装置及系统，通过比较两路数字信号(正弦波信号)的采样斜率值与设定斜率值，实现了基于时域的相位分析。

本发明提出的一种基于时域的相位分析方法，包括：

对两路周期信息已知的模拟信号分别采样得到数字信号，并对相邻采样点进行实时斜率计算，得到实时采样斜率值；

当其中任一路数字信号的实时采样斜率值达到设定斜率值时，输出第一触发脉冲信号，根据第一触发脉冲信号触发所述该路数字信号，获取相位计算开始位；

当另一路数字信号的实时采样斜率值达到所述设定斜率值时，输出第二触发脉冲信号，根据第二触发脉冲信号触发所述该路数字信号，获取相位计算结束位；

计算上述相位计算开始位与相位计算结束位之间的时间差值，根据时间差值和模拟信号已知的周期信息，得到两路数字信号在时域下的相位差，实现外差干涉仪在时域上的相位分析。

进一步地，在所述对两路周期信息已知的模拟信号分别采样得到数字信号，并对相邻采样点进行实时斜率计算，得到实时采样斜率值中，包括：

基于模数转换器将探测器输出的模拟探测信号和模拟参考信号转换为两路数字信号，所述两路数字信号为正弦波信号；

分别确定两路数字信号中正弦波一个周期内在设定相位的采样点作为设定斜率值采样点，在设定斜率值采样点计算的斜率值作为设定斜率值；对两路数字信号上的所有采样点分别进行实时斜率计算，得到实时采样斜率值，并将所述实时采样斜率值进行储存。

进一步地，所述相位计算开始位或相位计算结束位的获取方式如下：

依次计算设定斜率值采样点的设定斜率阀值K_x(X＝1,2···N)，所述K_x根据信号的信噪比进行设置；

判断实时采样斜率值是否逐渐变化至设定斜率阀值K_x，当变化到时，则输出触发信号；

通过触发信号触发对应的数字信号，获取相位计算开始位或相位计算结束位。

进一步地，在计算上述相位计算开始位与相位计算结束位之间的时间差值，根据时间差值和模拟信号已知的周期信息，得到两路数字信号在时域下的相位差，实现外差干涉仪在时域上的相位分析中，包括：