岳邦强-基于dsp的激光自混合干涉测振仪信号采集与处理系统(修改过的)

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1、基于DSP的激光自混合干涉测振仪信号采集与处理系统岳邦强第一作者简介：岳邦强(1984-)，男，硕士研究生，主要研究方向为光电传感与智能仪器。E-mail:qhbyue@163.com张小元王鸣导师（联系人）简介：王鸣（1950－），男，江西人，南京师范大学江苏省光电技术重点实验室主任，博士生导师，目前研究方向为激光应用与传感。E-mail:wangming@njnu.edu.cn(南京师范大学物理科学与技术学院江苏省光电技术重点实验室，江苏南京，210097)摘要结合三角波电流调制型激光自混合干涉技

2、术，设计了基于DSP的数据采集与处理系统，完成了对来自PD的干涉信号的采集与处理。该系统接口电路简单灵活，具有采样频率可由程序设置、采集速度和精度较高并且可以实现六通道同步采样转换的特点。经实践证明，该数据采集与处理系统完全能够满足高速交变激光自混合干涉信号的采集与处理在实时性和高精度方面的要求。关键词DSP；信号采集与处理；测振仪；激光自混合干涉SystemofDataAcquisitionandProcessforLaserSelf-mixingInterferenceVibrometerbase

3、donDSPYUEBang-qiangZhANGXiao-yuanWANGMing(JiangsuKeyLabonOpto-ElectronicTechnology,SchoolofPhysicalScienceandTechnologyNanjingNormalUniversity,210097,Nanjing,P.R.China)AbstractThisdissertationdesignsadataacquisitionandprocessingsystembasedonDSPforthelas

4、erself-mixinginterferencesignalwhichuses trianglewavecurrentmodulationandrealizestheacquisitionandprocessingofthelaserself-mixinginterferencesignalfromPD.Thissystemhasasimpleandflexibleinterfacecircuit,andithasthecharacteristicsofsampleratebeingsetbysof

5、tware,highsamplerate,highsampleprecisionandsimultaneoussamplingandconvertingwithsixchannels.Practiceshowsthatthisdataacquisitionandprocessingsystemcanfullysatisfythedemandonhigh-acuracyandreal-timeprocessingofthehigh-speedalternatinglaserself-mixinginte

6、rferencesignal.KeywordsDSP;dataacquisitionandprocess;vibrometer;laserself-mixinginterference1引言激光自混合干涉（SMI）是一种新的干涉测试技术，其利用出射激光束的一小部分光被外部物体反射或散射后馈回激光腔形成单光束自混合干涉，这种干涉信号携载被照射的物体的运动信息，可以用于振动、位移等参数的测量[1,2,3]。激光自混合干涉技术在位移、速度、绝对距离、振动等测量方面得到了广泛的应用，该技术要求对来自PD的激光

7、干涉信号进行实时的采集和预处理。传统测振仪器的数据采集与处理部分一般由模数电路，或是与通用PC机结合构成。存在结构复杂，成本较高，不易携带，对测量环境要求高的缺点。数字信号处理器（DSP）的出现和广泛使用，很好地满足了数据采集与处理系统对于核心处理器的要求。DSP的运行速度比传统的单片机快，而且运算精度也高很多，以上这些特点，都大大提高了数字信号处理器的运算与处理能力。因此，该系统比较适合激光自混合干涉信号的采集与处理，实现方法简单、灵活。本文结合三角波电流调制型激光自混合干涉技术，设计了基于DSP的

8、激光自混合干涉测振仪的信号采集与处理系统，完成了对来自PD的干涉信号的采集与处理，重构被测物体振动波形。它主要由TI公司的TMS320LF2407ADSP芯片（以下简称LF2407A）和AD转换芯片ADS8364构成。由于采用了DSP技术，使测振仪的成本大为降低，并且简化了结构，便于携带。2系统结构2.1测量系统图1测振仪系统结构Fig.1Systemstructureofvibrometer半导体激光器三角波调制振动测量的结构如图1所示，半导体激光器是