张雄星，张梦娇，杨宇祥，王 伟，王可宁

(1.西安工业大学 光电工程学院，西安 710021;2.西安理工大学 机械与精密仪器工程学院，西安 710048)

激光多普勒信号相位解调算法误差分析

张雄星1，张梦娇1，杨宇祥2，王 伟1，王可宁1

(1.西安工业大学 光电工程学院，西安 710021;2.西安理工大学 机械与精密仪器工程学院，西安 710048)

为了分析激光多普勒测振仪位移测量精度误差的主要影响因素，采用了两次希尔伯特变换求解附带直流偏置的激光多普勒信号的相位，推导了相位求解的误差传递函数.通过信号发生器产生调频波，叠加不同强度的高斯白噪声模拟多普勒信号，针对振动频率1 kHz，振幅10λ，信噪比为0 dB的多普勒信号，得出相位解调误差的标准差等于信号信噪比的倒数.研究结果表明：当多普勒信号的信噪比高于10 dB时，采用相位法计算目标位移精度较高；当多普勒信号的信噪比低于-15.97 dB时，采用相位法和条纹法计算目标位移精度相当.

相位解调；多普勒信号；振动测量；Hilbert变换；误差分析

激光多普勒技术可同时测量目标的速度和位移，具有较高的时间分辨率和空间分辨率[1-2].激光多普勒测量仪器分辨能力的上限受限于光电探测器的带宽，下限在硬件上受限于光电探测器和信号调理电路的噪声，软件上受限于所选用的多普勒信号解调算法.商用多普勒测振仪光电探测器的带宽多在百MHz量级，最大测量速度约为10 ms-1，VISAR和DISAR等专用型多普勒测量仪器，选用的探测器的带宽在GHz量级，速度测……