[发明专利]一种基于PSD的测量方法和测量装置

摘要

本发明公开了一种基于PSD的多信号并发测量方法及装置，该方法包括(1)对各光信号源进行频率调制；(2)调制后的混合信号经PSD输出两路光生电流；(3)将电流信号转换为电压信号并放大；(4)模数转换；(5)滤波，得到各光信号源的交流电压信号；(6)测量得到各光信号源的交流信号的有效值；(7)将上述有效值输入到位置计算模块，计算出各光信号源光斑偏离PSD中心的距离。该装置包括信号发生器、PSD位置传感器、信号放大模块、AD转换模块和滤波-测幅-计算模块。本发明的测量方法和装置可有效去除较强的背景干扰和其他光信号干扰，能在复杂环境中对空间多个点的进行并发测量，具有辨识度高、计算速度快的特点。

主权项

一种基于PSD的测量方法，可同时对若干个独立光信号源(光信号源1，光信号源2，…，光信号源n)进行位置测量，其特征在于该方法依次包括：(1)信号调制：分别对各光信号源进行正弦调制，使调制后的每个光信号源的频率与其它光信号源均不相同；(2)PSD处理：所有光信号源的信号和背景光的混合信号，投射于PSD感光面形成光斑，并在PSD两端输出两路光生电流I1、I2；(3)信号转换与放大：通过I‑V转换电路和放大电路，将电流信号I1、I2转换为电压信号并对其同比放大，转换后输出的电压信号满足U1＝kI1、U2＝kI2，其中，k为与信号源信号强弱和信号处理电路相关的常数；(4)模数转换：通过AD转换电路，将模拟电压信号转换为数字电压信号；(5)滤波：接收来自上一步骤的数字电压信号，分别对各光信号源进行数字窄带滤波，以滤除混合电压信号中其他光信号源的信号和背景光中的干扰信号，得到每个光信号源的交流电压信号Ui1、Ui2(i＝1，2，…，n)，滤波后各光信号源的电压信号相互独立；(6)幅度测量：对各光信号源滤波后的交流电压信号Ui1、Ui2(i＝1，2，…，n)进行幅度测量，得到各光信号源的交流信号的有效值Ai1、Ai2(i＝1，2，…，n)；(7)位置计算：读取输入的各光信号源的信号有效值，计算出各光信号源的光斑偏离PSD中心的距离X1，X2，…，Xn，所述距离X满足公式：Xi＝(L/2)*(Ai1‑Ai2)/(Ai2+Ai1)其中，L为PSD感光面长度，i＝1，2，…，n。