專利名稱：用于解調(diào)信號的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及用于解調(diào)相位調(diào)制或頻率調(diào)制信號的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
圖1示意性圖示了光學(xué)計算機(jī)鼠標(biāo)1，包括激光設(shè)備2。該激光設(shè)備被實(shí)現(xiàn)為半導(dǎo)體激光器，如本身已知的。鼠標(biāo)在表面4 (例如桌面)上移動。激光設(shè)備2從為了簡單起見而未示出的電源接收電流，結(jié)果，激光器2發(fā)射具有特定波長的激光束3，其被表面4反射。部分激光被向后朝著激光器反射。有可能從該被反射的激光得到表示鼠標(biāo)1相對于表面的移動速度的信號。圖2是圖示測量原理的示意圖。激光器2包括半透明前鏡11和半透明后鏡12，所述兩個鏡之間有激光介質(zhì)13 (半導(dǎo)體本體)。注意到，鏡11、12被顯示為二維結(jié)構(gòu)，但是實(shí)際上，鏡11、12將具有分層結(jié)構(gòu)。激光介質(zhì)13內(nèi)的激光被指示為主激光L0。部分激光經(jīng)過前鏡11并形成輸出射束3 ；該光也被指示為Li。同樣地，部分激光經(jīng)過后鏡12并形成測量射束5 ；該光也被指示為L2。對象4可以被認(rèn)為構(gòu)成具有漫射屬性的外部鏡，并反射入射的射束Ll 這被指示為反射的射束L3。在附圖中，反射的射束L3被顯示為與入射射束Ll構(gòu)成一定角度的一維射束，但是實(shí)際上，反射的射束L3將具有特定空間分布并且該反射射束L3的一部分將被朝著前鏡11導(dǎo)向。因此，對象4可以被認(rèn)為與前鏡11 一起限定外部腔。在靜止條件下，激光介質(zhì)13內(nèi)的光LO形成駐波。同樣，外部腔中的光Ll和L3形成駐波，其通過前鏡11干涉激光介質(zhì)13內(nèi)的光L0。測量射束5具有恒定的強(qiáng)度。假定對象4正從激光器2移開。這意味著前鏡11和對象4之間的干涉腔的長度在增加，即在前鏡11和對象4之間配合的(fitting)駐波數(shù)量在增加。因此，前鏡11位置處的干涉狀態(tài)從完全相長改變到完全相消以及反過來。這對激光介質(zhì)13中的干涉狀態(tài)有影響，該干涉狀態(tài)又對測量射束5的光L5的強(qiáng)度有影響。結(jié)果，該光L5在頻率fD處具有強(qiáng)度波動，頻率fD與對象4相對于激光器2的移動速度(即其沿著光軸的成分)成比例。應(yīng)當(dāng)明白，測量射束5可以被光傳感器檢測到，并且其輸出信號可以被信號處理器處理以便處理這些強(qiáng)度波動并由此計算對象速度。注意到，所述頻率fD等于多普勒頻率。已經(jīng)提出通過向激光器提供三角調(diào)制的激光器電流來解決該問題，如圖3A所示。激光器電流在具有相同符號的兩個極值Il和12之間以線性方式變化。在電流周期的一半期間，激光器電流I從Il增加到12，變化率Rl=dl/dt是基本恒定的。在電流周期的另一半期間，激光器電流I從12下降到II，變化率R2=dl/dt是基本恒定的；典型地R2=-R1。增加/降低激光器電流導(dǎo)致激光器溫度的增加/降低(如圖3B所示)，激光器溫度的增加/降低又導(dǎo)致激光的波長(如圖3C所示)以基本恒定的變化率cU/dt增加/降低，其中λ表示激光波長。結(jié)果可以解釋如下。假定對象正在從激光器移開，使得前鏡11和對象4之間的干涉腔的長度在增加。如果電流大小以及因此激光波長也在增加，那么測量光L5的強(qiáng)度波動的頻率下降；這通過圖3D的頻譜中的峰fl來圖示。如果D/λ保持恒定，那么降低的頻率甚至可以變成等于0，其中D表示前鏡11和對象4之間的距離。相反，如果激光波長在降低，那么測量光L5的強(qiáng)度波動的頻率增加；這通過圖:3B的頻譜中的峰f2來圖示。注意到偏移fD-fl等于偏移|fD-f2|。因此測量光L5的強(qiáng)度波動的譜顯示兩個峰fl和f2，如圖;3B所示意性地圖示。如果另一方面該對象正移向激光器，那么具有兩個頻率峰的頻譜被再次獲得，但現(xiàn)在在電流大小在下降的周期期間獲得較低的頻率。因此，通過確定在電流大小在下降的周期期間或者在電流大小在增加的周期期間該頻率是否較高可以確定移動的方向。應(yīng)當(dāng)清楚，該信息可以通過適當(dāng)編程的信號處理器相對容易地從測量信號得到。對于更詳細(xì)的解釋，參考美國專利7339683，該專利內(nèi)容通過引用合并于此。在這方面問題在于需要在電流在增加的周期期間以及在電流在下降的周期期間確定頻率，從而導(dǎo)致2個離散頻率。因此，用于測量第一頻率的測量總是開始于電流在增加的周期的開始，并且它們總是結(jié)束于這些周期的結(jié)束，而用于測量第二頻率的測量總是開始于電流在下降的周期的開始，并且它們總是結(jié)束于這些周期的結(jié)束。因此，這些測量定期地被中斷，導(dǎo)致數(shù)據(jù)獲取的中斷以及常規(guī)的信息丟失。然而，對于高精度傳感器，期望它能夠例如通過跟蹤位移信號的相位來(幾乎)連續(xù)地跟蹤位移信號而沒有這些中斷。因此，需要一種方法，其允許連續(xù)地跟蹤位移信號同時還提供方向檢測。
背景技術(shù)：
更一般而言，信號可以包含多個信號成分，并且本發(fā)明目的是提供能夠識別所接收信號中特定信號成分的確切頻率的信號處理器。通常，在該頻率成分的頻率已經(jīng)近似已知的情況下使用PLL (鎖相環(huán))。為了允許PLL鎖定在該頻率上，已知的是從具有相對較大帶寬的PLL著手，然后降低帶寬同時將該信號成分保持在帶內(nèi)。然而，存在如下情況所接收的信號實(shí)際上包括多個頻率成分，該多個頻率成分的頻率距離可相對較小，并且其確切頻率事先不是近似已知的；介紹中所描述的情形是這種情況的一個實(shí)例。如果使用具有初始大帶寬的PLL的常規(guī)方法，可能的是PLL將鎖定在不正確的頻率上。本發(fā)明的具體目的是提供能夠可靠地解調(diào)這種情形下所接收的信號的設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明，用于解調(diào)相位調(diào)制信號的解調(diào)系統(tǒng)包括
1)包含數(shù)字FLL(鎖頻環(huán))的數(shù)字解調(diào)器，數(shù)字FLL包含可控參考頻率發(fā)生器，該數(shù)字解調(diào)器能夠執(zhí)行復(fù)解調(diào)；以及
2)數(shù)字FFT設(shè)備，其能夠執(zhí)行復(fù)數(shù)快速傅立葉變換(FFT)；
3)存儲器，其包含定義相位調(diào)制信號的預(yù)期頻率特性的信息；
4)分析設(shè)備。所述信息反應(yīng)了如下事實(shí)所接收的相位調(diào)制信號通過已知過程產(chǎn)生，并且該已知過程導(dǎo)致具有可以通過預(yù)定公式來描述的頻率特性的信號。在如上描述的光學(xué)位移傳感器的情況下，頻率特性可以通過貝塞耳(Bessel)級數(shù)來描述。解調(diào)系統(tǒng)的輸入信號經(jīng)歷數(shù)字解調(diào)器的復(fù)解調(diào)。解調(diào)器輸出信號具有包含主峰和至少一個但典型地為多個次峰的頻譜。該主峰的頻率對應(yīng)于解調(diào)器已識別為主信號成分的頻率。然而，解調(diào)器可能已經(jīng)鎖定在錯誤的頻率上，這意味著參考頻率發(fā)生器被設(shè)置到錯誤的頻率。數(shù)字FFT設(shè)備從所述存儲器接收所述信息，并且因此，基于要預(yù)期的頻率特性，數(shù)字FFT設(shè)備對解調(diào)器輸出信號執(zhí)行復(fù)數(shù)快速傅立葉變換(FFT)。FFT設(shè)備的輸出信號被提供給分析設(shè)備。FFT設(shè)備的輸出信號中包含的信息允許分析設(shè)備確定FFT設(shè)備的輸入信號中的主峰按照預(yù)期頻率特性是否為正確的峰。如果發(fā)現(xiàn)主峰不正確，那么FFT設(shè)備的輸出信號中包含的信息還允許分析設(shè)備確定所述主峰的電流頻率和正確頻率之間的差Δ f?；谠撔畔ⅲ治鲈O(shè)備向數(shù)字解調(diào)器提供誤差信號，數(shù)字解調(diào)器響應(yīng)于此將其參考頻率發(fā)生器的頻率調(diào)整(adapt)所述差Δ f，從而調(diào)節(jié)到正確頻率。因此，數(shù)字解調(diào)器非常快地鎖定在正確頻率上?，F(xiàn)在，其輸出信號還提供給第二分析設(shè)備。解調(diào)器的輸出信號中包含的信息允許第二分析設(shè)備計算移動的速度和方向。另外的有利的詳盡細(xì)節(jié)在從屬權(quán)利要求中提及。


本發(fā)明的這些和其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過以下參考附圖的一個或多個優(yōu)選實(shí)施例的描述來進(jìn)一步解釋，其中相同參考數(shù)字表示相同或相似部件，并且其中
圖1示意性示出了具有激光檢測器的光學(xué)計算機(jī)鼠標(biāo)，其中激光檢測器用于檢測鼠標(biāo)相對于表面的移動；
圖2是示意性圖示激光移動檢測器的基礎(chǔ)的測量原理的圖；圖3A示意性圖示了三角調(diào)制的激光器電流；圖3B示意性圖示了由調(diào)制的激光器電流導(dǎo)致的激光器溫度；圖3C示意性圖示了從調(diào)制的激光器溫度產(chǎn)生的激光波長；圖3D示意性圖示了在移動情況下激光檢測器輸出信號的頻譜；圖4和5是圖示相位調(diào)制的曲線；圖6 — 7是圖示相位調(diào)制信號的頻譜的曲線；圖8是圖示按照本發(fā)明的解調(diào)系統(tǒng)的框圖；圖9 一 14是圖示根據(jù)本發(fā)明的解調(diào)之后的頻譜的曲線。
具體實(shí)施例方式在下文中，將給出解調(diào)相位調(diào)制載波以確定載波頻率和載波頻率符號的解釋。將顯示具有信號頻率的信號的信號頻率和近似已知的相位調(diào)制可以被確定，包括頻率的符號以及具有任意接近于0的頻率值。這通過對具有與信號相位調(diào)制相反的相位的信號的復(fù)解調(diào)來完成。解調(diào)函數(shù)(function)或幅度可以特別針對特定的信號頻率范圍來選擇。盡管對調(diào)制和解調(diào)相位函數(shù)之間的失配有容限，但是應(yīng)該限制該失配，使得總體上調(diào)制函數(shù)或幅度還可以適于不同的信號頻率范圍。信號頻率可以例如利用鎖頻環(huán)(FLL)和/或利用CFFT在解調(diào)之后確定。CFFT對于確定近似信號頻率以支持FLL的鎖定過程以及確定調(diào)制和解調(diào)相位幅度是否匹配特別有用。相位調(diào)制信號
假定一個包括載波信號的相位調(diào)制信號，載波信號具有按照P(t)=P*C0S( m*t)來調(diào)
6制相位的載波頻率ω，其中P是以弧度為單位的調(diào)制幅度，com是調(diào)制頻率。圖4是顯示這種相位調(diào)制的實(shí)例的曲線，對于大相位調(diào)制，P=Ji且fm= ω m/2 τι =IMHz0所得的相位調(diào)制信號可以通過公式來描述f (t)=COS(co*t+p(t))。該信號的實(shí)例在圖5中顯示，其中載波頻率f=co/2 π =300kHz。如從通信理論已知，這種相位調(diào)制信號的譜由貝賽耳函數(shù)級數(shù)確定，并且對于上面給出的實(shí)例，圖6示出了如從復(fù)數(shù)傅立葉變換得到的譜。復(fù)數(shù)FFT譜顯示在圖6的左側(cè)曲線中，而圖6的右側(cè)曲線顯示了 FFT譜。注意到復(fù)數(shù)FFT譜包含正頻率和負(fù)頻率；在實(shí)數(shù)域中，僅能測量到正頻率，導(dǎo)致譜向右顯示。譜中不同峰的高度由相位調(diào)制深度P來確定。圖7示出了分別針對co=300kHz(左)以及《=-300kHz (右)在P=0.5*ji時的實(shí)例的FFT譜?？梢钥闯?，這些譜未產(chǎn)生有關(guān)頻率符號的信息，該頻率符號對應(yīng)于介紹中討論的實(shí)例中對象的移動方向。注意到這還可以在圖6的CFFT譜中被識別，原因在于該譜關(guān)于0對稱。此外，可以看到最強(qiáng)峰可發(fā)生在不同于可被識別為較小峰之一的多普勒頻率300kHz的頻率處。本發(fā)明目的是提供解調(diào)系統(tǒng)，其能夠接收上述類型的具有類似于上述譜的頻譜的相位調(diào)制信號，并且能夠執(zhí)行這種操作以便提供輸出信號，該輸出信號也被表示為解調(diào)信號，其頻譜在載波頻率處具有清晰的信號并且清楚地在正和負(fù)調(diào)制頻率之間進(jìn)行區(qū)分。本發(fā)明提出的這種解調(diào)系統(tǒng)100的框圖在圖8中示出。解調(diào)系統(tǒng)100具有接收相位調(diào)制輸入信號Si的輸入端101。相位解調(diào)
解調(diào)系統(tǒng)100包括復(fù)解調(diào)器110，其具有第一輸入端111和第二輸入端112。在其第一輸入端111，復(fù)解調(diào)器110接收相位調(diào)制輸入信號Si。在其第二輸入端112，復(fù)解調(diào)器110接收信號Spmi，該信號包含有關(guān)輸入信號Si的相位調(diào)制的信息。復(fù)解調(diào)器110被設(shè)計成按照如下公式、使用該信息來執(zhí)行輸入信號Si與相位調(diào)制的逆(inverse)的近似值的復(fù)數(shù)乘法
g (t) =f (t) *exp (-i*p (t)
其中u為等于1或幾乎等于1的因子。對于上面給出的f (t)的實(shí)例，這導(dǎo)致
或圖9示出了對于載波頻率為300kHz以及u=0. 75 (表示在u的估計中有25%的誤差)的實(shí)例，針對三個不同P值g(t)的所得譜。調(diào)制頻率fm為1MHz。取樣頻率為16MHz，使得傅立葉變換提供一 8到8MHz范圍中的輸出，但是圖僅示出了一 4到4MHz的范圍?？梢郧宄乜闯觯顝?qiáng)峰對應(yīng)于300kHz的正載波頻率；豎直虛線指示屬于該最強(qiáng)峰的貝賽耳級數(shù)頻率的峰。豎直箭頭指示具有一 300kHz的負(fù)載波頻率的頻率峰；該頻率將被指示為相反的載波頻率。剩余(未標(biāo)記的)峰為該相反載波頻率周圍的貝賽耳級數(shù)頻率。當(dāng)輸入信號為復(fù)信號時，所有譜是復(fù)數(shù)傅立葉變換的結(jié)果。譜中的最高峰對應(yīng)于多普勒頻率(相位調(diào)制輸入信號的載波頻率)。存在由殘留相位調(diào)制(l-u)*p(t)產(chǎn)生的邊峰，這些邊峰對主峰的相對水平由(1-u)*P確定。當(dāng)u=l時，邊帶不存在。(l_u)*P的符號確定邊峰的相位。所述譜因此可以被用于確定并控制u和/或P。與最高峰相反，在相反(負(fù))頻率處存在第二峰；由于利用相位幅度(l+u)*P對該峰進(jìn)行更深的相位調(diào)制，因此該峰較弱并且具有更多邊峰。通過增加P，第二峰可以完全得到抑制并且所述譜散布在更寬的范圍上。圖10示出了針對相同實(shí)例但U=I (理想解調(diào))且P=Ji時g(t)的所得譜。多普勒峰是最強(qiáng)的并且不產(chǎn)生任何邊帶。相反的多普勒峰弱IOdB多并且有許多邊帶散布在大的頻率范圍上。因此，相反多普勒峰周圍的譜還可以用于確定相位調(diào)制深度。低頻信號的解調(diào)
當(dāng)載波頻率接近0時發(fā)生特殊情況。在該情況下，載波頻率和相反載波頻率實(shí)際上重疊，且它們的邊帶也是如此。然而，相反頻率的寬譜仍然允許對調(diào)制深度的估計。對于載波頻率(多普勒頻率)為50kHz的實(shí)例，圖11是可與圖10相比的曲線。對于相同情形，圖11示出了針對-1到+IMHz的范圍，該譜的放大版本。盡管具有低分辨率的CFFT只能確定載波頻率(即速度)是低的，不過具有足夠分辨率的CFFT仍然可以確定頻率的符號(即運(yùn)動的方向)。因此，已經(jīng)顯示出相位調(diào)制信號的解調(diào)(通過使用伴隨(with)調(diào)制相位逆的復(fù)旋轉(zhuǎn)或其近似)允許信號頻率和頻率符號兩者都被確定。在激光自混合傳感器的情況下，該頻率將為多普勒頻率。允許大的相位調(diào)制，大到使得信號頻率無法再通過觀看復(fù)解調(diào)之前的信號譜來確定。眾所周知，頻率符號無法根據(jù)實(shí)信號的譜來確定，但是利用復(fù)解調(diào)，所得的譜確實(shí)允許確定頻率符號。因此，解調(diào)設(shè)備100包括譜分析設(shè)備130，其接收來自復(fù)解調(diào)器110的輸出信號，并提供解調(diào)信號的主頻率(對應(yīng)于輸入信號Si的載波頻率)和頻率符號作為第一輸出端131的輸出。該譜分析設(shè)備130可以被實(shí)現(xiàn)為CFFT (復(fù)數(shù)快速傅立葉變換)設(shè)備，但這并不是僅有的可應(yīng)用的工具。PLL或FLL是可以用作CFFT的替代或與CFFT并聯(lián)使用的另一個選項。PLL或TLL在輸入端具有混合器(復(fù)數(shù)旋轉(zhuǎn))，其將信號與預(yù)期信號頻率(自混合傳感器情況下的多普勒頻率)相乘。直接了當(dāng)?shù)氖前ㄅc該階段那個相反頻率的乘法。兩個結(jié)果隨后可以被低通過濾以除去遠(yuǎn)離預(yù)期頻率的那些頻率(例如上圖中的+/-10kHz)。兩個信號的幅度隨后可以進(jìn)行比較，并且由于已知主信號比非期望的逆信號強(qiáng)得多，因此任何對于弱的非期望信號的鎖定可以立即被檢測到并被阻止。當(dāng)濾波器帶寬大得足以讓兩個峰都通過時(即當(dāng)預(yù)期的多普勒頻率在濾波器帶寬之下時)，那么兩個峰將在每個輸出端被檢測到(即在具有正多普勒解調(diào)頻率的輸出端和在具有負(fù)多普勒解調(diào)頻率的輸出端)。對于多普勒頻率的范圍，濾波器輸出之間的幅度差將仍然足以確定哪個符號是正確的。對于較低的多普勒頻率，輸出端是不能分辨的，并且輸出端之一可以被選擇，例如具有正多普勒頻率解調(diào)的輸出端。在該輸出端的復(fù)信號的相位隨后可以被跟蹤。該相位被增加到多普勒頻率解調(diào)的相位以產(chǎn)生輸入信號的總信號相位。通過該方法，在選擇用于解調(diào)輸出的正或負(fù)多普勒頻率中的誤差將被自抵消，使得針對從負(fù)到正的所有信號頻率，PLL或FLL可以精確地跟蹤相位。當(dāng)信號(多普勒頻率)很高時，F(xiàn)LL也可能錯誤地鎖定到邊峰。為了防止這一點(diǎn)，使用與FLL并聯(lián)的CFFT對確定正確的信號頻率并支持FLL鎖定到正確的峰是有用的。在突發(fā)操作中，當(dāng)該解調(diào)頻率的良好估計在突發(fā)之前未知時，CFFT對將FLL解調(diào)頻率推到正確的值是特別有用的。復(fù)解調(diào)容許解調(diào)相位幅度中的誤差，但是在解調(diào)相位幅度靠近調(diào)制信號的相位幅度的情況下獲得最佳結(jié)果。因此，譜分析設(shè)備130具有提供誤差信號％的第二輸出132，誤差信號％代表調(diào)制信號的實(shí)際相位幅度和解調(diào)相位幅度之間的差的估計。解調(diào)相位幅度中的誤差可以根據(jù)邊帶相位和主頻率周圍的譜幅度來估計，或者根據(jù)邊帶相位和主頻率的非期望負(fù)圖像周圍的譜幅度來估計。非期望的反向頻率峰相對于主頻率峰的幅度還可以用于導(dǎo)出解調(diào)信息。調(diào)制控制器140接收誤差信號％并使用該信號來生成用于復(fù)解調(diào)器110的相位調(diào)制信息信號Spmi。應(yīng)當(dāng)注意，盡管解調(diào)相位幅度應(yīng)當(dāng)或多或少地匹配調(diào)制相位幅度，但這通過控制解調(diào)相位幅度來實(shí)現(xiàn)并非必要。作為備選方案，可以控制調(diào)制相位幅度。在實(shí)際的實(shí)施方式中，傳感器模塊可以包括發(fā)射激光器以及接收傳感器，因此這種模塊集成了激光器驅(qū)動和信號分析功能。通過激光器驅(qū)動，在大多數(shù)情況下可以通過控制疊加在激光器偏置電流上的AC電流的幅度來控制調(diào)制相位幅度。因此，通常存在一種控制環(huán)路，比如譜分析= >解調(diào)幅度= >譜= >譜分析譜分析= > 調(diào)制幅度= > 譜= > 譜分析。避免鎖定到非期望的信號成分
對于自混合傳感器中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)注意，事實(shí)上，當(dāng)自混合激光傳感器被相位調(diào)制時，在激光中通常還存在幅度調(diào)制成分。該信號發(fā)生在相位調(diào)制頻率處。圖13示出了針對給定實(shí)例(300kHz信號頻率、IMHz調(diào)制頻率、π /2相位調(diào)制和解調(diào))的對應(yīng)頻譜。所述譜示出了在0處和在IMHz調(diào)制頻率的整數(shù)倍處的強(qiáng)的非期望峰。FLL可能受到由于信號調(diào)制導(dǎo)致的非期望峰的接近的不利影響。這可以通過根據(jù)多普勒頻率來移動相位調(diào)制頻率(以及因此移動其譜)使得多普勒頻率不靠近非期望峰來減輕。當(dāng)該信號頻率的符號已知時(例如針對傳感器，其中對象以高速移動)，所述調(diào)制也可以被一起關(guān)掉。因此，譜分析設(shè)備130可以被設(shè)計成使用信號頻率來確定為了獲得易于利用CFFT來分析以及對于FLL易于鎖定的譜，什么相位調(diào)制頻率是期望的。CFFT還可以用于確定信號頻率范圍，使得可以選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制頻率。在第三輸出端133處，譜分析設(shè)備130提供代表期望的相位調(diào)制頻率的信號Sf，并且該信號還由調(diào)制控制器140接收并用于生成用于復(fù)解調(diào)器110的相位調(diào)制信息信號SPMI。因此，該相位調(diào)制信息信號Spmi可以包含用于設(shè)置相位調(diào)制頻率和/或相位調(diào)制幅度的信息。對于很低的速度，殘留幅度調(diào)制導(dǎo)致靠近OHz的峰。該峰可以通過選擇適當(dāng)解調(diào)相位幅度而得到抑制。對于給定 的例如在1.22 π解調(diào)相位幅度的殘留AM調(diào)制實(shí)例(其中u=l)，由于殘留AM調(diào)制導(dǎo)致的峰可以被消滅。用于抵消殘留AM調(diào)制的適當(dāng)?shù)南辔唤庹{(diào)幅度依賴于系統(tǒng)設(shè)計。此外，其它措施是可能的，例如在信號被解調(diào)之前抵消殘留AM調(diào)制。這些措施的組合可以用于消除在低頻處殘留AM調(diào)制的影響。圖14是解調(diào)相位幅度和函數(shù)特別地被選擇以獲得對輸入信號中非期望AM調(diào)制的良好抑制的情況的實(shí)例。由于相位調(diào)制和解調(diào)函數(shù)應(yīng)匹配，因此這是相位調(diào)制而非相位解調(diào)被控制以獲得該匹配的情況的一個實(shí)例。這也是針對低信號頻率(或自混合傳感器中的低多普勒頻率)選擇特定相位調(diào)制、以及針對較高速度(例如其中在IMHz周圍的信號處上述譜顯示強(qiáng)的非期望峰)優(yōu)選另一相位調(diào)制和解調(diào)頻率和/或幅度的情況的一個實(shí)例。總之，本發(fā)明提供用于解調(diào)相位調(diào)制輸入信號Si的解調(diào)系統(tǒng)100。該系統(tǒng)包括具有第一輸入端111的復(fù)解調(diào)器110，該第一輸入端111用于接收相位調(diào)制輸入信號Si并被設(shè)計用于執(zhí)行該信號與相位調(diào)制的逆的近似值的復(fù)數(shù)乘法；以及譜分析設(shè)備130，其接收由復(fù)解調(diào)器110產(chǎn)生的解調(diào)的乘積信號并且能夠分析該解調(diào)的乘積信號的頻譜。盡管已經(jīng)在附圖和前述描述中詳細(xì)地圖示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，這樣的圖示和描述應(yīng)被認(rèn)為是說明性或示例性而非限制性的。本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例；相反，在所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)多種變型和修改是可能的。例如，調(diào)制控制器140可以與復(fù)解調(diào)器或譜分析設(shè)備集成。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的權(quán)利要求時，通過研究附圖、公開內(nèi)容以及所附權(quán)利要求，可以理解并實(shí)現(xiàn)對于所公開的實(shí)施例的其它變型。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其它元件或步驟，不定冠詞“一”不排除多個。單個處理器或其它單元可以完成權(quán)利要求中記載的若干項的功能。特定措施記載在相互不同的從屬權(quán)利要求中這一起碼事實(shí)并不表明這些措施的組合不能被有利地利用。計算機(jī)程序可以被存儲/分布在適當(dāng)介質(zhì)上，如光存儲介質(zhì)或與其它硬件一起提供或作為其它硬件的一部分的固態(tài)介質(zhì)，但是還可以以其它形式分發(fā)，如經(jīng)由因特網(wǎng)或其它有線或無線電信系統(tǒng)分發(fā)。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被理解為限制范圍。以上已經(jīng)參考框圖解釋了本發(fā)明，框示了按照本發(fā)明的設(shè)備的功能塊。應(yīng)當(dāng)理解，這些功能塊中的一個或多個可以以硬件實(shí)現(xiàn)，其中這樣的功能塊的功能由單獨(dú)的硬件部件來執(zhí)行，但是還可能以軟件來實(shí)現(xiàn)這些功能塊中的一個或多個，使得這樣的功能塊的功能由計算機(jī)程序的一個或多個程序行來執(zhí)行或者由可編程設(shè)備如微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器等來執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種用于解調(diào)相位調(diào)制輸入信號(Si)的解調(diào)系統(tǒng)(100)，包括復(fù)解調(diào)器(110)，其具有第一輸入端(111)，該第一輸入端(111)用于接收相位調(diào)制輸入信號(Si)并被設(shè)計以執(zhí)行該信號與相位調(diào)制的逆的近似值的復(fù)數(shù)乘法；譜分析設(shè)備(130)，其接收由復(fù)解調(diào)器(110)產(chǎn)生的解調(diào)的乘積信號并且能夠分析該解調(diào)的乘積信號的頻譜。
2.按照權(quán)利要求1所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中譜分析設(shè)備(130)包括CFFT設(shè)備。
3.按照權(quán)利要求1所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中譜分析設(shè)備(130)包括PLL設(shè)備或FLL設(shè)備。
4.按照權(quán)利要求1所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中譜分析設(shè)備(130)包括與CFFT設(shè)備并聯(lián)的PLL設(shè)備或FLL設(shè)備。
5.按照權(quán)利要求1所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中譜分析設(shè)備(130)能夠確定調(diào)制的輸入信號(Si)的實(shí)際相位幅度和解調(diào)相位幅度之間的差的估計，并且提供代表該估計的誤差信號(Se)；其中該解調(diào)系統(tǒng)還包括接收該誤差信號(Se)的調(diào)制控制器(140)，并且使用該信號生成用于復(fù)解調(diào)器(110)的相位調(diào)制信息信號(Spmi)；以及其中，復(fù)解調(diào)器(110)使用該相位調(diào)制信息信號(Spmi)來確定或調(diào)整相位調(diào)制的逆的近似值。
6.按照權(quán)利要求5所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中解調(diào)相位幅度中的誤差根據(jù)邊帶相位和主頻率周圍的譜的幅度來估計。
7.按照權(quán)利要求5所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中解調(diào)相位幅度中的誤差根據(jù)邊帶相位和主頻率的非期望負(fù)圖像周圍的譜的幅度來估計。
8.按照權(quán)利要求7所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中非期望的反向頻率峰相對于主頻率峰的幅度用于導(dǎo)出解調(diào)信息。
9.按照權(quán)利要求5所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中相位調(diào)制頻率(以及因此其譜)根據(jù)主頻率來移動以便增加主頻率和非期望頻率峰之間的距離。
10.按照權(quán)利要求5所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中譜分析設(shè)備(130)被設(shè)計成使用信號頻率來確定期望的相位調(diào)制頻率；其中譜分析設(shè)備(130)被設(shè)計成提供代表期望的相位調(diào)制頻率的信號(Sf)；以及其中，該信號(Sf)還被調(diào)制控制器(140 )接收并用于生成用于復(fù)解調(diào)器(110 )的相位調(diào)制信息信號(Spmi)。
11.按照權(quán)利要求5所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中所述解調(diào)相位幅度被選擇用于抑制接近0Hz的峰。
12.按照權(quán)利要求5所述的解調(diào)系統(tǒng)，其中所述解調(diào)相位幅度和函數(shù)被選擇以獲得對輸入信號中非期望AM調(diào)制的良好抑制。
13.一種能夠檢測相對于檢測器移動的對象(4)的運(yùn)動方向的運(yùn)動檢測器(1)，該檢測器包括一激光器(2)，其包括半透明前鏡(11)、半透明后鏡(12)、以及介于所述兩個鏡之間的半導(dǎo)體激光器本體(13)，該激光器被設(shè)計成在其前鏡(11)處輸出具有激光器輸出光(Li)的輸出激光束(3)，以及在其后鏡(12)處輸出具有測量光(L2)的測量射束(5)，該激光器還被設(shè)計成允許反射光(L3)的至少一部分干涉激光器本體(13)內(nèi)的主光(LO)；一可控激光器電流源(51)，其用于向激光器提供激光器電流(I)以便在激光器本體(13)內(nèi)生成主激光(LO)；一控制器(52)，其用于控制激光器電流源(51)；一光檢測器(55)，其用于檢測至少一部分測量光(L2)以及用于向控制器提供測量信號(Sm)；其中控制器(52)被設(shè)計成控制激光器電流源(51)使得它對激光電流(I)進(jìn)行調(diào)制以便調(diào)制所述激光器輸出光(Li)的波長；以及其中，控制器(52)被設(shè)計成結(jié)合被調(diào)制的激光器電流(I)分析被檢測的光(L2)的頻譜以便確定對象(4)的移動速度和方向；其中，控制器(52)包括按照任一前述權(quán)利要求的解調(diào)系統(tǒng)。
14.按照權(quán)利要求13的運(yùn)動檢測器，其中控制器(52)被設(shè)計成控制激光器電流源(51)以便調(diào)制該被調(diào)制信號的調(diào)制深度。
15.按照權(quán)利要求14的運(yùn)動檢測器，其中控制器(52)被設(shè)計成調(diào)節(jié)被調(diào)制信號的調(diào)制深度以便匹配期望的解調(diào)深度。
16.按照權(quán)利要求13的運(yùn)動檢測器，其中控制器(52)被設(shè)計成控制感測信號的相位調(diào)制深度。
17.按照權(quán)利要求16的運(yùn)動檢測器，其中通過控制激光器電流調(diào)制的幅度來控制感測信號的相位調(diào)制深度。
全文摘要
一種用于解調(diào)相位調(diào)制輸入信號(Si)的解調(diào)系統(tǒng)(100)，包括復(fù)解調(diào)器(110)，其具有第一輸入端(111)，該第一輸入端(111)用于接收相位調(diào)制輸入信號(Si)并被設(shè)計用于執(zhí)行該信號與相位調(diào)制的逆的近似值的復(fù)數(shù)乘法；譜分析設(shè)備(130)，其接收由復(fù)解調(diào)器(110)產(chǎn)生的解調(diào)的乘積信號并且能夠分析該解調(diào)的乘積信號的頻譜。
文檔編號G06F3/03GK102378952SQ201080014540
公開日2012年3月14日 申請日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者彭切夫 A., 斯特克 A., 海因克斯 C., C. 舍曼 M. 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司