Анализ погрешности алгоритма обработки сигналов дифференциального фазового поляриметра

Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика. 2023. Т. 31. № 4. С. 408–420.

Вишняков Г. Н., Юрин А. И., Минаев В. Л., Голополосов А. А.

Цель данной работы — анализ влияния алгоритма обработки сигналов поляриметра на результаты измерений угла вращения плоскости поляризации для повышения точности измерений в дифференциальной поляриметрии. Методы. В работе рассмотрены методы поляриметрии, применяемые для анализа оптически активных веществ, основанные на методах фазовых измерений, используемых для вычисления угла вращения плоскости поляризации. Отмечена целесообразность применения преобразования Фурье для расчета разности фаз сигналов дифференциального поляриметра. Для анализа погрешности алгоритма применено математическое моделирование процессов обработки измерительной информации при различных параметрах сигналов. Результаты. Приведены результаты исследования влияния разрядности аналого-цифрового преобразователя, количества отсчетов за период сигнала и времени накопления на точность восстановления разности фаз. Также исследовано влияние соотношения амплитуд сигналов и уровня амплитудных и фазовых шумов, вызванных несовершенством измерительной системы. Заключение. Полученные результаты позволяют выбрать оптимальные параметры элементов поляриметра и режима измерений с целью повышения точности измерений угла вращения плоскости поляризации с помощью дифференциального фазового поляриметра на основе преобразования Фурье.

Ключевые слова: преобразование Фурье, Fourier transform, поляриметрия, polarimetry, optical rotation angle, phase measurements, harmonic signal analysis, угол вращения плоскости поляризации, фазовые измерения, анализ гармонических сигналов, амплитудный и фазовый шум