用于激光干涉仪的信号处理方法及其电路系统与流程
本发明涉及激光测量领域，尤其涉及一种用于激光干涉仪的信号处理方法及其电路系统。
背景技术：
外差式激光干涉仪又称外差干涉仪、双频干涉仪、交流干涉仪或激光测振仪等，其普遍应用于测量因被测目标的变化如位移、振动、转动或者大气扰动等因素引起的光波相位变化或者多普勒频移，并经解调后获得该被测目标的位移和速度等检测数据。
外差式激光干涉仪的原理为：激光在半反半透玻璃镜的作用下分成两束，一束为测量光，一束为参考光，其中，参考光束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目标表面，并且受被测目标表面的变化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asin(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目标的位移和速度数据。
在实际应用中，经调频器对光束进行调制后，激光干涉仪接收反射回来的测量光和参考光发生干涉得到的干涉信号(载波信号)，其中调频器的调制信号作为参考信号，通过计算干涉信号与参考信号之间的相位差即可获得被测目标的位移信息。然而，由于受温度、工作环境以及调频器自身误差等的影响，激光干涉仪获取的干涉信号的频率会大于或小于参考信号的频率，与参考信号的频率不一致，进而在频率不一致的情况下测量干涉信号和参考信号之间的相位差会存在着明显的误差，从而导致获得的位移信息出现偏差，精确度较低。
传统的外差式激光干涉仪的信号处理器基于正反切运算的相位生成载波解调方法对多普勒频移信号进行相位测量，以实现检测。然而该方法实施起来较为复杂，在解调过程中，易因载波信号和参考信号之间的频差引起的频差信号造成测量干扰，且实测相位测量精度较差。尤其在高速测量时，多普勒频移较大，可达几十兆赫兹以上，传统的外差式激光干涉仪需要采用高速数字器件如adc、dac以及fpga等才能实现测量，电路较为复杂，稳定性较差，在实际应用中有着一定的局限性，且成本较高。
因此，目前市场上迫切需求一种电路实施简单，稳定可靠，价格低廉的用于外差式激光干涉仪的信号处理方法及其电路系统。
技术实现要素：
本发明的一个主要优势在于提供一种用于激光干涉仪的信号处理方法及其电路系统，其能够同步载波信号和参考信号之间的频率，在频率保持一致的情况下测量得到载波信号和参考信号之间的相位差，以获得更加精确的被测目标的位移信息。也就是说，在实际测量中，其能够避免因环境、设备自身误差等因素导致的载波信号的频率与参考信号的频率不一致，而造成获得的相位差存在误差的现象。
本发明的另一个优势在于提供一种用于激光干涉仪的信号处理方法及其电路系统，其通过对所述激光干涉仪采集得到的载波信号和参考信号进行同频处理，得到与所述参考信号的频率同步的所述载波信号，然后通过测量与所述参考信号的频率同步的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差，得出该被测目标的位移和速度等检测数据。
本发明的另一个优势在于提供一种用于激光干涉仪的信号处理方法及其电路系统，其中被同频处理后的所述载波信号和所述参考信号的频率基本保持一致性，有效地避免了解调过程中出现因所述载波信号与所述参考信号之间的频差引起的差频信号。
本发明的另一个优势在于提供一种用于激光干涉仪的信号处理方法及其电路系统，其能够输出较为纯净的检测数据。
本发明的另一个优势在于提供一种用于激光干涉仪的信号处理方法及其电路系统，其电路实施简单，稳定可靠，价格低廉，应用范围较广。
本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。
依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一种用于激光干涉仪的信号处理方法，其中，所述激光干涉仪用于测量被测目标的位移信息，包括：
基于参考信号对获取的载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号；以及
对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差，其中，所述相位差用于获取被测目标的位移信息。
在本申请一实施例中，基于参考信号对获取的载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号，包括：
通过带通滤波器对获取的载波信号进行处理，以获得预设频率范围内的所述载波信号；
通过放大器对预设频率范围内的所述载波信号进行放大处理，以获得放大处理后的所述载波信号；
通过放大器对参考信号进行放大处理，以获得放大处理后的所述参考信号；以及
基于放大处理后的所述参考信号，通过锁相环对放大处理后的所述载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号。
在本申请一实施例中，在基于放大处理后的所述参考信号，通过锁相环对放大处理后的所述载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号之后，以及，在对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差之前，还包括：
对与所述参考信号具有相同频率的载波信号进行限幅处理，以获得限幅处理后的所述载波信号；以及
对经过放大处理后的参考信号进行限幅处理，以获得限幅处理后的所述参考信号。
在本申请一实施例中，所述带通滤波器的通、阻带低驻波比为1.3:1，以及，带通为35mhz-49mhz。
在本申请一实施例中，对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差，包括：
基于鉴相器对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差。
根据本申请另一方面，还提供一种用于激光干涉仪的信号处理电路系统，其中，所述激光干涉仪用于测量被测目标的位移信息，所述电路系统包括：
同频处理模块，用于基于参考信号对获取的载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号；
相位差获取模块，用于对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差，其中，所述相位差用于获取被测目标的位移信息。
在本申请一实施例中，所述同频处理模块包括：
带通滤波器，用于对获取的载波信号进行处理，以获得预设频率范围内的所述载波信号；
第一放大器，用于对预设频率范围内的所述载波信号进行放大处理，以获得放大处理后的所述载波信号；
第二放大器，用于对参考信号进行放大处理，以获得放大处理后的所述参考信号；以及
锁相环，用于基于放大处理后的所述参考信号，对放大处理后的所述载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号。
在本申请一实施例中，进一步包括限幅器，其中所述限幅器用于：
对与所述参考信号具有相同频率的载波信号进行限幅处理，以获得限幅处理后的所述载波信号；以及
对经过放大处理后的参考信号进行限幅处理，以获得限幅处理后的所述参考信号。
在本申请一实施例中，所述相位差获取模块为鉴相器，用于对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差。
在本申请一实施例中，所述鉴相器为数字鉴相器，其中所述数字鉴相器的工作速率在预设范围内。
在本申请一实施例中，所述鉴相器为超高速鉴频鉴相器ad9901。
在本申请一实施例中，所述第一放大器为可编程增益放大器，所述第二放大器为低噪声放大器。
在本申请一实施例中，所述可编程增益放大器为800mhz、线性dbvga芯片。
在本申请一实施例中，所述锁相环为模拟锁相环cd4046。
在本申请一实施例中，所述电路系统进一步包括滤波器，用于对所述相位差信号进行滤波处理。
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
图1图示了根据本申请较佳实施例的用于激光干涉仪的信号处理电路系统的框图示意图。
图2图示了根据本申请较佳实施例的所述电路系统的一具体示例。
图3图示了根据本申请较佳实施例的所述电路系统的带通滤波器的一具体示例。
图4图示了根据本申请较佳实施例的所述电路系统的可编程增益放大器的一具体示例。
图5图示了本申请实施例中用于激光干涉仪的信号处理电路系统的锁相环的一具体示例。
图6图示了根据本申请较佳实施例的用于激光干涉仪的信号处理方法的流程图。
图7图示了根据本申请较佳实施例的用于激光干涉仪的信号处理方法的基于参考信号对载波信号进行同频处理的方法流程图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
示例性电路系统
图1示出了根据本申请较佳实施例的用于激光干涉仪的信号处理电路系统的框图示意图，如图1所示，根据本申请的该较佳实施例的电路系统，包括：同频处理模块10和相位差获取模块20，其中所述同频处理模块10和所述相位差获取模块20可通电地和/或可通信地连接，用于实施如下所述激光干涉仪采集被测目标得到的所述载波信号和所述参考信号的处理功能。
所述同频处理模块10被可通信地和/或可通电地连接于所述激光干涉仪，其中所述同频处理模块10用于同频处理所述载波信号和所述参考信号，以获得与所述参考信号的频率同步的所述载波信号。本申请中，所述同频处理模块10通过处理得到与所述参考信号的频率同步的所述载波信号，以使同频处理后的所述载波信号和所述参考信号的频率基本保持一致性，即与所述参考信号的频率同步的所述载波信号与所述参考信号的频率基本保持一致，从而消除频差，有效地避免了解调过程中出现因所述载波信号与所述参考信号之间的频差引起的差频信号，测量效果更加稳定、可靠。
所述相位差获取模块20用于对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差。即经所述同频处理模块10同频处理后的所述载波信号和所述载波信号分别作为所述相位差获取模块20的输入信号，由所述相位差获取模块20根据两者之间的相位差输出所述相位差信号。优选地，所述相位差获取模块20为鉴相器，基于所述鉴相器对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差。
可以理解的是，所述同频处理模块10用于同步载波信号和参考信号之间的频率，所述相位差获取模块20在频率保持一致的情况下测量得到载波信号和参考信号之间的相位差，以获得更加精确的被测目标的位移信息。也就是说，在实际测量中，所述电路系统能够避免因环境等因素导致的载波信号的频率与参考信号的频率不一致，而造成获得的相位差存在误差的现象。
熟知本领域的技术人员可知，经所述同频处理模块10处理获得的同频率的所述载波信号和所述参考信号作为所述鉴相器的输入信号，使得所述鉴相器能够以更高速度的运作，实现快速测量。换句话说，本申请中，所述鉴相器可以为数字鉴相器，其中所述数字鉴相器的工作速率为预设范围内，该预设范围可为较高值或者更高值(根据实际情况预设)，即所述数字鉴相器可以为高速鉴相器或者超高速鉴相器。本实施例中，所述相位差获取模块20为高速数字鉴相器或芯片，能够实现相位的快速检测，且适用于高速测量，实测相位测量精度较高。更优选地，所述相位差获取模块20为超高速鉴频鉴相器，如ad9901。本领域技术人员可知，所述相位差获取模块20还可以被实施为其他相位测量仪器或芯片，在此不受限制。
进一步地，所述电路系统还包括一处理电路30，所述处理电路30用于根据所述相位差信号处理获取所述被测目标的位移信息等检测数据，其中所述检测数据包括所述被测目标的位移信号或速度信号等。可以理解的是，所述处理电路30可以包括用于解调信号的解调器，或者，所述处理电路30可以包括用于转换信号的转换器，或者，所述处理电路30还可以包括用于有线或无线传输数据的输出端口，或者，所述处理电路30还可以包括向云端传输数据，等。
需要指出的是，本申请的所述信号处理电路系统的所述同频处理模块10、所述相位差获取模块20以及所述处理电路30相互集成，有利于提高实测相位测量精度，一般情况下，测量精度可达0.8nm，甚至几个皮米。相较于传统的用于外差式激光干涉仪的信号处理器，本申请的所述信号处理电路系统的电路实施简单，稳定可靠，价格低廉，应用范围较广。
在实际测量中，因被测物体的变化如位移、振动、转动或者大气扰动等因素引起的光波相位变化或者多普勒频移，所述激光干涉仪如外差式激光干涉仪发出的测量光经被测物体表面反射并与参考光发生干涉产生相应的干涉信号(载波信号)，其中参考光经声光调制器进行调制以具有一定的频移，其中所述声光调制器的调制信号为参考信号，其中所述参考信号的频率可被预设。由所述外差式激光干涉仪的光电探测器采集得到载波信号和参考信号，其中所述载波信号携带了所述被测物体的变化如位移和速度等信息的调相信号，因此，本申请通过对所述载波信号做相位解调处理，测量相位差，即可实现调相信号的解调。
具体地，所述外差式激光干涉仪通过两光电探测器分别采集(如光电感应)得到所述载波信号和所述参考信号；
其中，所述参考信号可表示为：
其中，所述载波信号可表示为：
其中，(1)式和(2)式中，a1、
因此，由(1)式和(2)式可知，本申请通过测量所述参考信号和所述载波信号之间的相位差，即可得出该被测物体的位移和速度等检测数据。
因此，本申请中所述电路系统的所述同频处理模块10通过对所述外差式激光干涉仪采集得到的所述载波信号和所述参考信号进行同频处理，得到与所述参考信号的频率同步的所述载波信号，然后所述相位差获取模块20通过测量与所述参考信号的频率同步的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差，得出该被测物体的位移和速度等检测数据。另外，本申请中被同频处理后的所述载波信号和所述参考信号的频率基本保持一致性，有效地避免了解调过程中出现因所述载波信号与所述参考信号之间的频差引起的差频信号，测量效果更加稳定、可靠。
作为举例地，适用于本申请中的一种外差式激光干涉仪可以包括相互可通信地和/或电连接地激光器、声光调制器、偏转分束器、非偏振分束器、反光镜、光电探测器以及数据采集电路等。为更好实施本申请，获得精度更高的所述检测数据，所述外差式激光干涉仪的所述声光调制器的调制频率为40mhz的正弦波。熟知本领域技术人员可知，所述外差式激光干涉仪中还可以包括可替换和/或可增减的元器件，在本申请中，对此不做限制。
如图2所示，本实施例中，所述同频处理模块10优选地包括带通滤波器11、第一放大器121、第二放大器122、锁相环13、限幅器14以及处理器15，其中所述带通滤波器11、所述第一放大器121、所述第二放大器122、所述锁相环13、所述限幅器14、所述处理器15、所述处理电路30以及所述相位差获取模块20一体集成。
所述带通滤波器11被可通信地和/或电连接于所述第一放大器121，其中所述带通滤波器11用于对所述载波信号进行处理，以获得预设频率范围内的所述载波信号，以降低其他频率范围的波的干扰。优选地，所述带通滤波器11采用mini-circuits公司的pif-40+滤波器，其通、阻带低驻波比为1.3:1，通带频率为30mhz-50mhz，更优选地，通带频率为35mhz-49mhz，如图3所示为所述带通滤波器11的一具体示例。
所述第一放大器121与所述处理器15可通信地和/或电连接，其中所述第一放大器121用于放大经带通滤波器11处理后的所述载波信号。所述第一放大器121优选为可编程增益放大器，其中所述处理器15用于对所述第一放大器121进行预设编程，以对所述第一放大器121的自动调节倍数进行预设编程，其中经滤波处理后的所述载波信号通过所述第一放大器121进行倍数的预设调节放大，以得到经放大后的所述载波信号，以满足后续电路系统的要求。可以理解的是，所述处理器15对所述第一放大器121的预设编程可根据实际应用场景预先设定，以使所述载波信号按照编程程序进行相应的倍数调节，以适用于低速或高速测量，有利于提高测量精度，且适用性较广。优选地，所述第一放大器121采用adi公司的800mhz、线性dbvga芯片，如图4所示为所述第一放大器121的一具体示例。所述第一放大器121的ad8368可通过板载rms检波器配置为独立agc放大器。检波器输出端deto输出误差电流，表示检测信号的均方根(rms)与63mv内部基准电压均方根的平方差。所述误差电流为cdeto所固有，此电容连接gain引脚，形成agc环路。63mvrms基准电压相当于178mvp-p正弦波，但会保持检波器精度以适应更复杂的信号，比如高斯噪声、复杂包络以及具有高峰均比的多载波信号。
所述第二放大器122被可通信地和/或电连接于所述锁相环13，其中所述第二放大器122用于对所述参考信号进行放大处理，以获得放大后的所述参考信号。优选地，所述第二放大器122为低噪声放大器，其中所述第二放大器122在放大微弱信号的同时减小放大器自身的噪声对所述参考信号的干扰，以提高所述参考信号的信噪比，有利于提高测量精度。
所述锁相环13被可通信地和/或电连接于所述处理器15，其中所述锁相环13基于放大处理后的所述参考信号，对放大处理后的所述载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号。也就是说，所述锁相环13用于对放大后的所述参考信号和所述载波信号进行同步跟踪，以使输出的所述参考信号和所述载波信号的频率保持基本一致。即所述锁相环13以放大后的所述参考信号和所述载波信号作为输入信号，处理得到与所述参考信号相同频率的所述载波信号。优选地，所述锁相环13为模拟锁相环cd4046，本领域人员可知，所述锁相环13还可以被实施为其他类型的锁相环路、锁相环(pll)或者闭合跟踪电路等，在此不受限制。
所述处理器15为一集成电路芯片或单片机，与所述带通滤波器11、所述第一放大器121、所述第二放大器122、所述锁相环13以及所述限幅器14相通信地连接或电连接，用于控制所述带通滤波器11、所述第一放大器121、所述第二放大器122、所述锁相环13以及所述限幅器14。本实施例中，所述处理器15具有处理、控制、编程或者储存等功能。进一步地，所述处理器15可以包括具有数据处理能力的中央处理器cpu、随机储存器ram、只读存储器rom、多种i/o口、中断系统、定时器、计数器等，进一步地，所述处理器15还可以包括驱动电路、脉宽调制电路、a/d转换器等，在此不受限制。
如图5所示，进一步地，所述锁相环13包括锁相环鉴相器131、低通滤波器132以及振荡器133，其中所述锁相环鉴相器131、所述低通滤波器132以及所述振荡器133相互可通信地和/或电连接形成一个闭合电路。放大后的所述参考信号和所述载波信号作为所述锁相环鉴相器131的输入信号，并进行鉴相和/或鉴频鉴相处理，其中所述锁相环13由以下两种方式进行工作。
其一，当放大后的所述参考信号和所述载波信号的频率差值小于预设阈值时，其中所述锁相环鉴相器131由鉴相电路工作，对放大后的所述参考信号和所述载波信号进行处理，其中所述锁相环13输出所述载波信号。即响应于放大后的所述参考信号和所述载波信号的频率差值小于预设阈值，所述锁相环13输出所述载波信号。
其二，当放大后的所述参考信号和所述载波信号的频率差值大于预设阈值时，所述锁相环鉴相器131由鉴频电路工作，对放大后的所述参考信号和所述载波信号进行处理，并产生用于调整所述振荡器133的频率的误差信号，其中所述低通滤波器132对所述误差信号进行低通滤波处理以滤除高频杂波。经低通滤波后的所述误差信号控制所述振荡器133的频率跟踪所述参考信号的频率，并输出与所述参考信号的频率同步的所述载波信号，和将所述载波信号作为所述锁相环鉴相器131的输入信号。即所述振荡器133输出的信号作为所述锁相环鉴相器131的输入信号。即响应于所述载波信号和所述参考信号的频率差值大于预设阈值，所述锁相环13输出与所述参考信号的频率同步的所述载波信号，并将输出的所述载波信号作为所述锁相环13的输入信号。
进一步地，所述锁相环13还包括一分频器134，其中所述分频器134可通信地和/或电连接于所述振荡器133和所述锁相环鉴相器131，其中所述分频器134用于对所述振荡器133进行分频，以实现不同倍数的分频，即所述振荡器133输出的信号经所述分频器134分频后反馈至所述锁相环鉴相器131的输入信号。优选地，所述分频器134为1/n分频器，或者，所述分频器134为n/n+1分频器，在此不受限制。
一般地，所述锁相环鉴相器131为模拟混频数字鉴相器(异或门)，其中所述锁相环鉴相器131包括相互可通信连接和/或电连接地四个d触发器、一个异或门(xor)和一些逻辑电路。优选地，所述振荡器133为低压振荡器(vco)。
所述限幅器14为两个，其中一个所述限幅器14与所述第一放大器121和所述相位差获取模块20可通信地和/或电连接，并用于对与所述参考信号具有相同频率的载波信号进行限幅处理，以获得限幅处理后的所述载波信号，其中获得按预定的范围削平信号电压波幅的所述载波信号作为所述相位差获取模块20作为输入信号。另一个所述限幅器14与所述锁相环13和所述相位差获取模块20可通信地和/或电连接，并用于对经过放大处理后的参考信号进行限幅处理，以获得限幅处理后的所述参考信号，以获得按预定的范围削平信号电压波幅的所述参考信号反馈作为所述相位差获取模块20作为输入信号。也就是说，两个所述限幅器14分别把放大后的所述参考信号和所述载波信号进行限幅处理后作为所述相位差获取模块20的输入信号。
也就是说，所述相位差获取模块20的两个输入信号(即所述载波信号和所述参考信号)均分别进一步地由所述限幅器14进行限幅处理，以推动所述相位差获取模块20，满足后续电路需求。可以理解地，所述限幅器14能够把信号幅度限定在一定的范围内，即当输入电压超过或低于某一参考值时，输出电压将被限制在某一电平(称作限幅电平)，且不再随输入电压变化。所述限幅器14通过对所述载波信号和所述参考信号的限幅处理，有利于后续的所述相位差获取模块20或者电路系统的工作需求，推动所述相位差获取模块20或电路系统的快速检测，提高检测速率。
进一步地，所述信号处理电路系统还包括一滤波器50，其中所述滤波器50被可通性地和/或电连接于所述相位差获取模块20和所述处理电路30之间，其中所述滤波器50用于对所述相位差获取模块20输出的所述相位差信号进行滤波处理，其中所述处理电路30根据经滤波处理后的所述相位差信号输出所述检测数据。优选地，所述滤波器50为低通滤波器。也就是说，所述信号处理电路系统进一步地由所述滤波器50对所述相位差信号进行低通滤波处理，以滤除杂波，然后由所述处理电路30根据滤波处理后的所述相位差信号进行信号输出，以得出较为纯净的所述检测数据，以提高检测准确度和可靠度。
在一些可选地实施例中，所述信号处理电路系统还可以包括信号放大器，其中所述信号放大器被可通信地和/或电连接于所述相位差获取模块20，其中所述信号放大器用于放大所述相位差信号，以获得放大预定倍数的所述相位差信号，其中所述处理电路30根据放大后的所述相位差信号输出所述检测数据，从而便于检测较为微弱的信号，提高检测精度。
示例性用于外差式激光干涉仪的信号处理方法
如图6示出了根据本申请较佳实施例的用于激光干涉仪的信号处理方法的方法流程图。所述激光干涉仪用于测量被测目标的位移信息等检测数据，如图6所示，根据本申请该较佳实施例的所述信号处理方法，包括：
s10、基于参考信号对获取的载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号；和
s20、对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差，其中，所述相位差用于获取被测目标的位移信息。
如图7所示，在上述方法中，在本申请一实施例中，其中，s10、基于参考信号对获取的载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号，包括：
s11、通过带通滤波器对获取的载波信号进行处理，以获得预设频率范围内的所述载波信号；
s12、通过放大器对预设频率范围内的所述载波信号进行放大处理，以获得放大处理后的所述载波信号；
s13、通过放大器对参考信号进行放大处理，以获得放大处理后的所述参考信号；以及
s14、基于放大处理后的所述参考信号，通过锁相环对放大处理后的所述载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号。
在上述方法中，在本申请一实施例中，其中，在基于放大处理后的所述参考信号，通过锁相环对放大处理后的所述载波信号进行同频处理，以获得与所述参考信号具有相同频率的载波信号之后，以及，在对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差之前，还包括：
对与所述参考信号具有相同频率的载波信号进行限幅处理，以获得限幅处理后的所述载波信号；以及
对经过放大处理后的参考信号进行限幅处理，以获得限幅处理后的所述参考信号。
在上述方法中，在本申请一实施例中，其中，所述带通滤波器的通、阻带低驻波比为1.3:1，以及，带通为35mhz-49mhz。
在上述方法中，在本申请一实施例中，其中，对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差，包括：基于鉴相器对同频处理后的所述载波信号和所述参考信号进行处理，以获得同频处理后的所述载波信号和所述参考信号之间的相位差。。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。
提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
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