1.一种PGC相位解调法中调制深度的提取与补偿方法,其特征在于:
(1)采样获得正弦相位调制干涉信号S(t),表达式如下:
其中,A为正弦相位调制干涉信号的幅值,m为调制深度,J0(m)为零阶第一类贝塞尔函数,J2n(m)和J2n-1(m)分别为偶数阶和奇数阶第一类贝塞尔函数,n表示阶数,ωc为正弦相位调制干涉信号的角频率,为t时刻的待测相位,t表示时间;
(2)数字频率合成器产生的一阶参考信号(sinωct)、二阶参考信号(cos2ωct)、三阶参考信号(sin3ωct)分别与正弦相位调制干涉信号S(t)相乘,并分别进行低通滤波,得到三个关于待测相位 的谐波幅值信号I1、I2、I3:其中,LPF[]表示低通滤波运算,I1、I2、I3分别表示谐波幅值信号的一阶幅值分量、二阶幅值分量、三阶幅值分量;
谐波幅值信号I1、I2、I3经过微分运算后分别得到谐波微分信号D1、D2、D3:
其中, 为待测相位 对时间t的偏微分,D1、D2、D3分别表示谐波微分信号的一阶微分分量、二阶微分分量、三阶微分分量;
(3)利用谐波幅值信号I1、I2、I3以及谐波微分信号D1、D2、D3构建出调制深度的计算公式如下:其中,分子分母在一些小概率的特定情况下会出现同时为零情况,此时不进行计算;
(4)运用谐波幅值信号I1、I2、I3及计算得到的调制深度m运算得到新谐波幅值信号(W1,W2),公式分别如下:其中,W1、W2分别表示新谐波幅值信号的正弦幅值分量和余弦幅值分量;
(5)运用步骤4)求得的不受调制深度m影响的新谐波幅值信号(W1,W2)采用以下公式求得待测相位
以待测相位 作为准确的解调结果,至此实现对PGC解调中调制深度的提取与补偿。
2.根据权利要求1所述的一种PGC相位解调法中调制深度的提取与补偿方法,其特征在于:所述方法采用以下系统,第一乘法器(4)、第二乘法器(5)、第三乘法器(6)的输入端均连接数字干涉信号S(t),第一数字频率合成器(1)、第二数字频率合成器(2)、第三数字频率合成器(3)的输出端分别连接至第一乘法器(4)、第二乘法器(5)和第三乘法器(6)的输入端;
第一乘法器(4)的输出端经第一低通滤波器(7)分别连接至第一微分运算器(10)的输入端、第五乘法器(14)的输入端和第二加法器(24)的输入端,第二乘法器(5)的输出端经第二低通滤波器(8)后分别连接至第二微分运算器(11)的输入端、第四乘法器(13)的输入端和四倍乘法器(23)的输入端,第三乘法器(6)的输出端经第三低通滤波器(9)后分别连接至第三微分运算器(12)的输入端、第六乘法器(15)的输入端、第七乘法器(16)的输入端和第二加法器(24)的输入端;第一微分运算器(10)的输出端分别连接至第五乘法器(14)的输入端和第七乘法器(16)的输入端,第二微分运算器(11)和第三微分运算器(12)的输出端分别连接至第四乘法器(13)的输入端和第六乘法器(15)的输入端,第七乘法器(16)的输出端经倍乘器(17)后与第五乘法器(14)和第六乘法器(15)的输出端一起均连接至第一加法器(19)的输入端,第四乘法器(13)的输出端经负十六倍乘法器(18)后与第一加法器(19)的输出端一起连接至除法器(20)的输入端,除法器(20)的输出端依次经绝对值运算器(21)和开方运算器(22)后与第二加法器(24)的输出端一起连接至第八乘法器(25)的输入端,四倍乘法器(23)的输出端和第八乘法器(25)的输出端均一起连接至反正切运算器(26)的输入端,反正切运算器(26)的输出端输出解调结果。
3.根据权利要求1所述的一种PGC相位解调法中调制深度的提取与补偿方法,其特征在于:所述的正弦相位调制干涉信号来源于正弦相位调制干涉仪,为正弦相位调制干涉仪的光电探测器探测获得的电信号。