CN113310562A - 一种声波测量系统和相位解调方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种声波测量系统和相位解调方法，属于声波探测领域，所述系统包括：激光器用于产生并输出原始慢轴光信号；偏振控制器用于将原始慢轴光信号转换为慢轴光信号和快轴光信号；保偏环行器用于将光信号传输至保偏光纤声波传感器；保偏光纤声波传感器用于将待测声波信号调制到光信号上得到四路调制信号；保偏环行器还用于将四路调制信号传输给两个偏振分束器；偏振分束器用于将四路调制光信号中的慢轴调制信号和快轴调制信号分束；探测解调模块用于利用相位解调算法解调四路调制信号转化后的四路数字电信号获取原始光信号的相位变化量，并基于相位灵敏度获取目标声波信号。本发明能够降低解调成本、提升动态范围并简化系统结构。

Description

一种声波测量系统和相位解调方法

技术领域

本发明属于声波探测领域，更具体地，涉及一种声波测量系统和相位解调方法。

背景技术

声波探测技术广泛的被应用于气体泄漏监测、潜艇探测、气体浓度监测等领域，待测声波信号频段覆盖次声波、可听声、超声波，声压大小从微帕量级到数百帕量级，具有动态范围大、探测频段宽的特点。基于光纤声波传感器的声波测量系统因为其体积小、重量轻、抗电磁干扰和精度高等特点而受到广泛的研究，常见的光纤声波传感器为迈克尔逊干涉型传感器和法布里珀罗干涉型传感器，通过特定的换能元件，如声光换能薄膜和弹性柱体，将声波信号转化为干涉型传感器的相位变化，结合相位解调算法，将相位变化解调出来，结合传感器的灵敏度，得到声波信号。

常用的相位解调算法有正交工作点解调算法、正交双波长解调算法、光谱解调算法和相位生成载波解调算法。

对于正交工作点解调算法，通过将调节波长使得初始相位位于干涉仪的正交工作点，同时将干涉谱的余弦函数部分近似为线性函数，从而将相位变化转换为光强变化，该算法简单容易实现，能够实现宽频带信号的相位解调，但是其解调结果容易受到初始相位的影响，当初始相位由于环境扰动等影响偏离干涉仪的正交工作点时，相位解调结果可能出现严重失真，需要采用一定的反馈控制电路稳定其初始相位，此外，由于对干涉谱采用了线性近似，相位变化受限于线性近似的线性区，使得该算法的动态范围有限，不适合于大信号的相位解调。

对于正交双波长解调算法，通过波长获得两路归一化信号，采用椭圆拟合算法去除两路归一化信号的直流分量和微分交叉相乘算法获取相位变化，该算法不受干涉仪的初始相位以及光源功率和波长抖动的影响，系统简单，稳定性好，能够实现宽频带信号的相位解调，但是由于采用了椭圆拟合算法，当相位变化为小信号时，椭圆退化为直线，椭圆拟合算法误差较大甚至失效，因此该算法不适合于小信号的相位解调。

对于光谱解调算法，通过对干涉仪的干涉光谱进行运算，获得干涉仪的相位，该算法精度高，动态范围大，但受限于现有光谱采集设备的采样率，该算法仅适用于低频信号的相位解调。

对于相位生成载波解调算法，通过对干涉仪进行相位载波调制，将待测相位信号调制到载波信号上，对调制信号运算获得相位信号，该算法精度高，动态范围大，但对采样频率有极高的要求，该算法系统复杂，仅适合于低频信号的相位解调。

也即，现有声波测量系统存在结构复杂、带宽有限、动态范围有限，和稳定性差等问题，无法同时实现高动态范围、宽频带信号的相位解调。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种声波测量系统和相位解调方法，其目的在于保偏光纤声波传感器构建四个干涉仪能够产生四路预设相位的调制信号，再利用探测解调模块通过相位解调方法解调四路预设相位的调制信号对应的四路数字信号，进而得到目标声波信号。由此解决现有声波测量系统结构复杂、动态范围有限和稳定性差的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种声波测量系统，包括：

激光器，用于产生并输出慢轴传输的原始保偏光信号；

保偏控制器，与所述激光器连接，用于将所述原始保偏光信号转换为同时慢轴传输和快轴传输的保偏光信号；

保偏环行器，与所述保偏控制器连接，用于传输所述保偏光信号；还用于传输第一调制信号和第二调制信号；

保偏光纤声波传感器，与所述保偏环行器连接，用于将原始声波信号调制到所述保偏光信号上得到所述第一调制信号、所述第二调制信号、第三调制信号和第四调制信号，并将所述第一调制信号和所述第二调制信号反射回所述保偏环行器；所述第一调制信号与所述第三调制信号的相位差为π，所述第二调制信号与所述第四调制信号的相位差为π，所述第一调制信号与所述第二调制信号的相位差不等于nπ，n为整数；

第一保偏偏振分束器，与所述保偏环行器连接，用于对所述第一调制信号和所述第二调制信号进行分束；

第二保偏偏振分束器，与所述保偏光纤声波传感器连接，用于对所述第三调制信号和所述第四调制信号进行分束；

探测解调模块，与所述第一保偏偏振分束器和所述第二保偏偏振分束器连接，用于利用相位解调方法解调所述第一调制信号、所述第二调制信号、所述第三调制信号和所述第四调制信号各自对应的数字信号，得到所述原始光信号的相位变化量，再基于预存的所述保偏光纤声波传感器的相位灵敏度将所述相位变化量转化为目标声波信号。

在其中一个实施例中，所述保偏光纤声波传感器包括：

声光换能单元，用于将待测声波信号调制到的在其中传输的光的相位上；

第一光纤，与所述保偏环行器连接，用于接收所述同时慢轴传输和快轴传输的保偏光信号，还用于传输所述第一调制信号和所述第二调制信号；

第二光纤，与所述第二保偏偏振分束器连接，用于传输所述第三调制信号和所述第四调制信号；

第三光纤，作为所述迈克尔逊干涉型传感器的参考臂，用于产生恒定的相位；

第四光纤，与所述光声换能单元连接，与所述声光换能单元组成所述迈克尔逊干涉型传感器的传感臂；

其中，所述参考臂的相位与所述传感臂的相位的相位差即为待测声波信号作用于所述保偏光纤声波传感器产生的相位变化量。

在其中一个实施例中，所述参考臂的慢轴、所述传感臂的慢轴和所述第一光纤的慢轴构成第一干涉仪，所述第一干涉仪产生所述第一调制光信号；

所述参考臂的快轴、所述传感臂的快轴和所述第一光纤的快轴构成第二干涉仪，所述第二干涉仪产生所述第二调制光信号；

所述参考臂的慢轴、所述传感臂的慢轴和所述第二光纤的慢轴构成第三干涉仪，所述第三干涉仪用于产生所述第三调制光信号；

所述参考臂的快轴、所述传感臂的快轴和所述第二光纤的快轴，构成第四干涉仪，所述第四干涉仪用于产生所述第四调制光信号。

在其中一个实施例中，所述保偏光纤声波传感器为2×2保偏光纤耦合器构成的迈克尔逊干涉型传感器。

在其中一个实施例中，所述激光器的波长满足λ≠4ΔnΔL/k，

其中，Δn为所述保偏光纤声波传感器中保偏光纤的慢轴折射率和快轴折射率的折射率差，ΔL为所述保偏光纤声波传感器的所述参考臂的臂长和所述传感臂的臂长的臂长差，k为非零整数。

按照本发明的另一方面，提供了一种相位解调方法，包括：

S1：获取第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号和第四调制信号对应的第一数字电信号V₁、第二数字电信号V₂、第三数字电信号V₃、第四数字电信号V₄；所述第一调制信号与所述第三调制信号的相位差为π，所述第二调制信号与所述第四调制信号的相位差为π，所述第一调制信号与所述第二调制信号的相位差不等于nπ，n为整数；

S2：对所述第一数字电信号V₁和所述第三数字电信号V₃做直线拟合得到所述第一直线的第一斜率k'和第一截距b'；对所述第二数字电信号V₂和所述第四数字电信号V₄做直线拟合，获得所述第二直线的第二斜率k”和第二截距b”；

S3：通过所述第一斜率k'、所述第一截距b'、所述第一数字电信号V₁、所述第三数字电信号V₃、第一干涉对比度B₁、第三干涉对比度B₃计算得到第一归一化信号V_x；通过所述第二斜率k”、所述第二截距b”、所述第二数字电信号V₂、所述第四数字电信号V₄、第二干涉对比度B₂、第四干涉对比度B₄计算得到第二归一化信号V_y；

S4：计算所述第一归一化信号V_x和所述第二归一化信号V_y的相位差

对应的正弦值

S5：基于所述相位差正弦值

采用微分交叉相乘算法对所述第一归一化信号V_x和所述第二归一化信号V_y进行计算得到待测相位信号V_m。

在其中一个实施例中，所述S3包括：

利用公式

计算得到所述第一归一化信号V_x；

利用公式

计算得到所述第二归一化信号V_y。

在其中一个实施例中，所述S4包括：

S401：利用所述第一归一化信号V_x和所述第二归一化信号V_y构建第一余弦信号和第二余弦信号；

S402：计算所述第一余弦信号的最小值和所述第二余弦信号的最大值；

S403：当所述第一余弦信号的最小值等于所述第二余弦信号的最大值时，

等于所述第一余弦信号的最小值；

当所述第一余弦信号的最小值不等于所述第二余弦信号的最大值且所述第一余弦信号的标准差小于所述第二余弦信号的标准差时，所述

等于所述第一余弦信号的平均值；

当所述第一余弦信号的最小值不等于所述第二余弦信号的最大值且所述第一余弦信号的标准差大于或等于所述第二余弦信号的标准差时，所述

等于所述第二余弦信号的平均值；

S404：根据公式

计算

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明提供的声波测量系统通过构建四个干涉仪将原始声波信号调制到保偏光信号上得到第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号和第四调制信号，第一调制信号与第三调制信号的相位差为π，第二调制信号与第四调制信号的相位差为π，第一调制信号与第二调制信号的相位差不等于nπ。四个干涉仪其中两个干涉仪的相位差为π的奇数倍，另外两个干涉仪的相位差为π的奇数倍。由此使得探测解调模块利用相位解调方法解调四路调制信号对应的四路数字信号得到相位变化量，进而基于预存的保偏光纤声波传感器的相位灵敏度将相位变化量转化为目标声波信号。不仅解决了正交工作点解调算法和正交双波长解调算法动态范围有限的技术问题，还能够解决光谱解调算法和相位生成载波算法仅适合于低频信号的相位解调的技术问题。本发明提供的声波测量系统结构简单、提升了动态范围并增加了系统稳定性。

(2)本发明提供的相位解调方法相比于正交工作点解调算法，由于不受初始相位的影响以及没有余弦函数的线性近似，导致能够实现大信号的相位解调，且无需反馈控制电路，最终实现系统简单、高动态范围的光学干涉相位解调算法；相比于正交双波长解调，由于没有使用椭圆拟合算法，导致能够实现小信号的相位解调，最终实现高动态范围的光学干涉相位解调算法；相比于光谱解调算法，由于没有采用光谱采集模块获取光谱，导致探测频带不受光谱采集模块的采样率的限制，最终实现宽频带的光学干涉相位解调算法；相比于相位生成载波算法，由于没有引入调制信号，导致系统更简单，探测频带更宽，最终实现宽频带的光学干涉相位解调算法。

附图说明

图1是本发明一实施例中声波测量系统的结构示意图；

图2是本发明一实施例中保偏光纤声波传感器的结构示意图；

图3是本发明一实施例中相位解调方法的流程图；

图4是本发明一实施例中S4的流程图；

图5是本发明一实施例中小信号测试结果图；

图6是本发明一实施例中大信号测试结果图；

图7是本发明一实施例中动态范围测试结果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明提供了一种声波测量系统包括：激光器1，用于产生并输出慢轴传输的原始保偏光信号；保偏控制器2，通过将两根保偏光纤45°熔接实现，与激光器1连接，用于将慢轴传输的原始保偏光信号转换为同时慢轴传输和快轴传输的保偏光信号；保偏环行器3，与保偏控制器2连接，用于传输同时慢轴传输和快轴传输的保偏光信号；还用于传输第一调制信号和第二调制信号；保偏光纤声波传感器4，与保偏环行器3连接，用于将待测声波信号调制到同时慢轴传输和快轴传输的保偏光信号上得到第一调制信号和第二调制信号以及第三调制信号和第四调制信号，并将第一调制信号和第二调制信号反射回保偏环行器3，将第三调制信号和第四调制信号反射至第二保偏偏振分束器6；第一保偏偏振分束器5，与保偏环行器3连接，用于将第一调制信号和第二调制信号分束；第二保偏偏振分束器6，与保偏光纤声波传感器4连接，用于将第三调制信号和第四调制信号分束；探测解调模块7，与第一保偏偏振分束器5和第二保偏偏振分束器6连接，用于将第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号和第四调制信号转化为第一数字电信号、第二数字电信号、第三数字电信号和第四数字电信号，利用相位解调算法解调第一数字电信号、第二数字电信号、第三数字电信号和第四数字电信号获取原始光信号的相位变化量，再根据保偏光纤声波传感器4的相位灵敏度将相位变化量转化为目标声波信号。

在其中一个实施例中，保偏光纤声波传感器4为2×2保偏光纤耦合器构成的迈克尔逊干涉型传感器。

在其中一个实施例中，如图2所示，保偏光纤声波传感器包括：

声光换能单元405，用于将待测声波信号调制到的在其中传输的光的相位上；第一光纤401，与保偏环行器3连接，用于接收同时慢轴传输和快轴传输的保偏光信号，还用于传输第一调制信号和第二调制信号；第二光纤402，与第二保偏偏振分束器6连接，用于传输第三调制信号和第四调制信号；第三光纤403，作为迈克尔逊干涉型传感器的参考臂，用于产生恒定的相位；第四光纤404，与光声换能单元405连接，与声光换能单元405组成迈克尔逊干涉型传感器的传感臂；

其中，参考臂的相位与传感臂的相位的相位差即为待测声波信号作用于保偏光纤声波传感器产生的相位变化量。

在其中一个实施例中，参考臂的慢轴、传感臂的慢轴和第一光纤401的慢轴，构成第一干涉仪，产生第一调制光信号；参考臂的快轴、传感臂的快轴和第一光纤401的快轴，构成第二干涉仪，产生第二调制光信号；参考臂的慢轴、传感臂的慢轴和第二光纤402的慢轴，构成第三干涉仪，产生第三调制光信号；参考臂的快轴、传感臂的快轴和第二光纤402的快轴，构成第四干涉仪，产生第四调制光信号。

在其中一个实施例中，激光器1的波长满足λ≠4ΔnΔL/k，其中，Δn为保偏光纤声波传感器4的保偏光纤的慢轴折射率和快轴折射率的折射率差，ΔL为保偏光纤声波传感器4的参考臂的臂长和传感臂的臂长的臂长差，k为非零整数。

另一方面，本发明还提供一种相位解调方法，如图3所示，包括

S1：采集第一数字电信号V₁、第二数字电信号V₂、第三数字电信号V₃、第四数字电信号V₄；测量第一干涉仪的第一对比度B₁、第二干涉仪的第二对比度B₂、第三干涉仪的第三对比度B₃、第四干涉仪的第四对比度B₄；

S2：对第一数字电信号V₁和第三数字电信号V₃做直线拟合，获得第一直线的第一斜率k'和第一截距b'；对第二数字电信号V₂和第四数字电信号V₄做直线拟合，获得第二直线的第二斜率k”和第二截距b”；

S3：通过第一斜率k'、第一截距b'、第一数字电信号V₁、第三数字电信号V₃、第一干涉对比度B₁、第三干涉对比度B₃，计算得到第一归一化信号V_x；通过第二斜率k”、第二截距b”、第二数字电信号V₂、第四数字电信号V₄、第二干涉对比度B₂、第四干涉对比度B₄，计算得到第二归一化信号V_y；

S4：通过第一归一化信号V_x和第二归一化信号V_y，计算第一归一化信号V_x和第二归一化信号V_y的相位差

对应的正弦值

S5：对第一归一化信号V_x和第二归一化信号V_y采用微分交叉相乘算法，结合

计算待测相位信号V_m。

在其中一个实施例中，如图4所示，S4具体包括：

S401：通过第一归一化信号V_x和第二归一化信号V_y构建第一余弦信号V_p和第二余弦信号V_s；

S402：计算第一余弦信号V_p的最小值和第二余弦信号V_s的最大值；

S403：若第一余弦信号V_p的最小值等于第二余弦信号V_s的最大值，则余弦值

等于第一余弦信号V_p的最小值；否则，若第一余弦信号V_p的标准差小于第二余弦信号V_s的标准差，余弦值

等于第一余弦信号V_p的平均值；否则，余弦值

等于第二余弦信号V_s的平均值；

S404：根据公式

计算

举例来说，四路数字电压信号可以表示为：

其中，k_i为光电探测器的光电转换系数，I_s、I_f分别为慢轴和快轴光功率，λ为激光器输出光波长，r₁、r₂为MI传感器传感臂和参考臂反射端面的反射率，n_s、n_f为保偏光纤慢轴和快轴的折射率，L₁、L₂为MI传感器传感臂和参考臂的长度，ε为保偏耦合器的耦合比，

为待测声波信号引起的相位变化。MI传感器的干涉对比度可以表示为：

一般的，干涉对比度可以通过干涉信号测得。V₁和V₂之间的相位差

可以表示为：

令

结合式(2)和式(4)，式(1)可化为：

也即，V₁与V₃反相，V₂与V₄反相，。对于V₁和V₃，以及V₂和V₄，其在平面直角坐标系中的散点图为直线，直线方程可以分别表示为：

通过最小二乘法实现直线拟合，可以求得k'、b'、k”、b”的值为：

综合式(4)和式(5)，可通过V₁和V₃获得一路归一化的信号V_x，V₂和V₄获得一路归一化的信号V_y：

此时，可通过DCM算法求得

为：

为了求出

先求

通过V_x和V_y构造V_p和V_s，分别表示为：

若V_p的最小值等于V_s的最大值，则

等于V_p的最小值；否则，若V_p的标准差小于V_s的标准差，则

等于V_p的平均值；否则，

等于V_s的平均值。至此可得：

在一个实施例中，仿真了频率为250Hz、幅度分别为0.1rad和2rad的相位信号的相位解调结果，仿真结果分别如图5和图6所示，图5和图6中(a)为第一数字电信号，图5和图6中(b)为第二数字电信号，图5和图6中(c)为第三数字电信号，图5和图6中(d)为第四数字电信号，图5和图6中(e)为第一直线，图5和图6中(f)为第二直线，图5和图6中(g)为第一归一化信号，图5和图6中(h)为第二归一化信号，图5和图6中(i)为待测信号。

在一个实施例中，仿真了频率为250Hz，幅度从0.01rad到10rad的相位信号的相位解调结果，仿真结果如图7所示，具有良好的线性性和高动态范围。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种声波测量系统，其特征在于，包括：

激光器，用于产生并输出慢轴传输的原始保偏光信号；

保偏控制器，与所述激光器连接，用于将所述原始保偏光信号转换为同时慢轴传输和快轴传输的保偏光信号；

保偏环行器，与所述保偏控制器连接，用于传输所述保偏光信号；还用于传输第一调制信号和第二调制信号；

保偏光纤声波传感器，与所述保偏环行器连接，用于将原始声波信号调制到所述保偏光信号上得到所述第一调制信号、所述第二调制信号、第三调制信号和第四调制信号，并将所述第一调制信号和所述第二调制信号反射回所述保偏环行器；所述第一调制信号与所述第三调制信号的相位差为π，所述第二调制信号与所述第四调制信号的相位差为π，所述第一调制信号与所述第二调制信号的相位差不等于nπ，n为整数；

第一保偏偏振分束器，与所述保偏环行器连接，用于对所述第一调制信号和所述第二调制信号进行分束；

第二保偏偏振分束器，与所述保偏光纤声波传感器连接，用于对所述第三调制信号和所述第四调制信号进行分束；

探测解调模块，与所述第一保偏偏振分束器和所述第二保偏偏振分束器连接，用于利用相位解调方法解调所述第一调制信号、所述第二调制信号、所述第三调制信号和所述第四调制信号各自对应的数字信号，得到所述原始光信号的相位变化量，再基于预存的所述保偏光纤声波传感器的相位灵敏度将所述相位变化量转化为目标声波信号。

2.如权利要求1所述的声波测量系统，其特征在于，所述保偏光纤声波传感器包括：

声光换能单元，用于将待测声波信号调制到的在其中传输的光的相位上；

第一光纤，与所述保偏环行器连接，用于接收所述同时慢轴传输和快轴传输的保偏光信号，还用于传输所述第一调制信号和所述第二调制信号；

第二光纤，与所述第二保偏偏振分束器连接，用于传输所述第三调制信号和所述第四调制信号；

第三光纤，作为所述迈克尔逊干涉型传感器的参考臂，用于产生恒定的相位；

第四光纤，与所述光声换能单元连接，与所述声光换能单元组成所述迈克尔逊干涉型传感器的传感臂；

其中，所述参考臂的相位与所述传感臂的相位的相位差即为待测声波信号作用于所述保偏光纤声波传感器产生的相位变化量。

3.如权利要求2所述的声波测量系统，其特征在于，

所述参考臂的慢轴、所述传感臂的慢轴和所述第一光纤的慢轴构成第一干涉仪，所述第一干涉仪产生所述第一调制光信号；

所述参考臂的快轴、所述传感臂的快轴和所述第一光纤的快轴构成第二干涉仪，所述第二干涉仪产生所述第二调制光信号；

所述参考臂的慢轴、所述传感臂的慢轴和所述第二光纤的慢轴构成第三干涉仪，所述第三干涉仪用于产生所述第三调制光信号；

所述参考臂的快轴、所述传感臂的快轴和所述第二光纤的快轴，构成第四干涉仪，所述第四干涉仪用于产生所述第四调制光信号。

4.如权利要求2所述的声波测量系统，其特征在于，所述保偏光纤声波传感器为2×2保偏光纤耦合器构成的迈克尔逊干涉型传感器。

5.如权利要求1-4任一项所述的声波测量系统，其特征在于，所述激光器的波长满足λ≠4ΔnΔL/k，

其中，Δn为所述保偏光纤声波传感器中保偏光纤的慢轴折射率和快轴折射率的折射率差，ΔL为所述保偏光纤声波传感器的所述参考臂的臂长和所述传感臂的臂长的臂长差，k为非零整数。

6.一种相位解调方法，其特征在于，应用于探测解调模块，包括：

S1：获取第一调制信号、第二调制信号、第三调制信号和第四调制信号对应的第一数字电信号V₁、第二数字电信号V₂、第三数字电信号V₃、第四数字电信号V₄；所述第一调制信号与所述第三调制信号的相位差为π，所述第二调制信号与所述第四调制信号的相位差为π，所述第一调制信号与所述第二调制信号的相位差不等于nπ，n为整数；

S2：对所述第一数字电信号V₁和所述第三数字电信号V₃做直线拟合得到所述第一直线的第一斜率k'和第一截距b'；对所述第二数字电信号V₂和所述第四数字电信号V₄做直线拟合，获得所述第二直线的第二斜率k”和第二截距b”；

S3：通过所述第一斜率k'、所述第一截距b'、所述第一数字电信号V₁、所述第三数字电信号V₃、第一干涉对比度B₁、第三干涉对比度B₃计算得到第一归一化信号V_x；通过所述第二斜率k”、所述第二截距b”、所述第二数字电信号V₂、所述第四数字电信号V₄、第二干涉对比度B₂、第四干涉对比度B₄计算得到第二归一化信号V_y；

S4：计算所述第一归一化信号V_x和所述第二归一化信号V_y的相位差

对应的正弦值

S5：基于所述相位差正弦值

采用微分交叉相乘算法对所述第一归一化信号V_x和所述第二归一化信号V_y进行计算得到待测相位信号V_m。

7.如权利要求6所述的相位解调方法，其特征在于，所述S3包括：

利用公式

计算得到所述第一归一化信号V_x；

利用公式

计算得到所述第二归一化信号V_y。

8.如权利要求6所述的相位解调方法，其特征在于，所述S4包括：

S401：利用所述第一归一化信号V_x和所述第二归一化信号V_y构建第一余弦信号和第二余弦信号；

S402：计算所述第一余弦信号的最小值和所述第二余弦信号的最大值；

S403：当所述第一余弦信号的最小值等于所述第二余弦信号的最大值时，

等于所述第一余弦信号的最小值；

当所述第一余弦信号的最小值不等于所述第二余弦信号的最大值且所述第一余弦信号的标准差小于所述第二余弦信号的标准差时，所述

等于所述第一余弦信号的平均值；

当所述第一余弦信号的最小值不等于所述第二余弦信号的最大值且所述第一余弦信号的标准差大于或等于所述第二余弦信号的标准差时，所述

等于所述第二余弦信号的平均值；

S404：根据公式

计算

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