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外差法

干涉测量的方法

外差法是一种干涉测量的方法，它通过改变参考信号的频率，使其与测量信号之间产生一个频率差，参考信号与测量信号干涉后，干涉信号相位中包含了相位调制项（载波）与被测量项，通过对干涉信号进行解调即可得到被测量的相位。这种在干涉信号相位中引入载波的方法称为外差法。与零差法相比，外差法通过干涉信号解调测得被测物理量，干涉信号强度的变化对测量的影响可以忽略，从而提高了干涉测量精度。

外差原理
在无线信号处理中，外差原理是指通过混合两个不同频率的波来产生新的频率。[1] 两个频率的波可以通过电子管，晶体管，二极管或者其他的信号处理设备来混合。通过正余弦三角公式我们知道，两个波混合后会产生两个新的频率其中一个为它们的和，一个为它们的差。而我们通常只取其中的一个来作为我们下一步输入的有用信号。
详细内容
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heterodyne（外差原理）来自于希腊语的词根hetero（“不同的”）和dyn（“功率”）。外差原理技术是由加拿大的工程师Reginald Fessenden与1901首先提出的，但由于当时的本机振荡器很不稳定而没有被持续重视。在那个无线电的时代，Fessenden使用这种技术使莫尔斯电码（连续波）信号变得可以听见。外差接收器有一个振荡电路，称为本地振荡器，产生的无线电信号与输入信号的频率接近。这样，当两个信号混合的差将在可听频率范围（约为16Hz~16kHz）。这样在扬声器端产生了的声音，因此，“点”和“短线”组成的莫尔斯电码变为了哔哔的可听见的声音。当然，这种技术还在无线电电报，振荡器（拍频振荡器）等等中有着广泛的应用。
理论发展
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后来，超外差接收器（超外差）由 Edwin Howard Armstrong 在1918年发明，接收机利用外差技术将输入的射频信号（RF）转换到一个固定的中频（IF）。超外差和外差之间的差异在于：外差接收机仅仅使用调谐射频滤波器来进行前端处理，而超外差接收机使用了一系列的器件：混频器电路，一个稳定的本地振荡器（LO）和固定频率的高增益带通放大器来产生稳定的后续信号。
定义
外差法是一种干涉测量的方法，它通过改变参考信号的频率，使其与测量信号之间产生一个频率差，参考信号与测量信号干涉后，干涉信号相位中包含了相位调制项（载波）与被测量项，通过对干涉信号进行解调即可得到被测量的相位。这种在干涉信号相位中引入载波的方法称为外差法。与零差法相比，外差法通过干涉信号解调测得被测物理量，干涉信号强度的变化对测量的影响可以忽略，从而提高了干涉测量精度。
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