М.В. Вязовых, С.В. Федоров
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ
ИЗМЕРЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ В ЛАЗЕРНЫХ
ФАЗОВЫХ ДАЛЬНОМЕРАХ
Описаны методы повышения точности измерения дальности в
двухчастотном лазерном фазовом дальномере (ЛФД), в которых
используется цифровая обработка эхо-сигнала. <...> Предлагаемые
методы основаны на оригинальной схеме построения двухчастотного ЛФД, а также новых подходах в цифровой реализации
квадратурного фазового детектора. <...> E-mail: vassily@bmstu.ru
Ключевые слова: лазерный фазовый дальномер, цифровой фазометр,
цифровой фильтр, гетеродин, бесконечно-импульсная характеристика,
алгоритм Герцеля. <...> К ним в первую очередь относятся:
– потребность в генераторе, обладающем высокой стабильностью
в широком температурном диапазоне (≤ 0,1 %), низким фазовым
джиттером (≤ 5 пс) и малыми габаритами;
– ограниченные возможности использования CL-компонентов
(например, в составе аналоговых фильтров с высокой добротностью)
вследствие значительных фазовых флуктуаций, вносимых этими
компонентами;
– необходимость использования нескольких частот модуляции
лазерного излучения (в том числе высоких, более 300 МГц), имеющих жесткую фазовую связь;
– невозможность использования DDS-схем на высоких частотах
из-за отсутствия элементной базы и высокого энергопотребления таких схем;
– зависимость параметров электронных компонентов схемы ЛФД
от температуры;
– невозможность обеспечения обработки сигнала на больших частотах, что требует преобразования частот в низкочастотную область;
– обеспечение малой расходимости лазерного излучения для
устранения геометрических ошибок. <...> 2012
131
– гетеродинного преобразования частоты сигнала в низкочастотную область (НЧ-область) при сохранении фазовой информации;
– преобразования частоты сигнала в НЧ-область с использованием эффектов при дискретизации;
– цифровой фильтрации сигнала вместо аналоговых фильтров;
– высокоэффективного цифрового фазометра;
– алгоритмов статистической <...>