基于DSP的激光干涉信号采集与处理系统研究

论文摘要

随着激光自混合干涉技术理论研究的日趋成熟,它在振动、微小位移、速度等测量方面的应用也日益广泛。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预处理。分析了激光自混合干涉信号特点及其振动测量原理。设计了以TI公司TMS320LF2407A DSP为核心的数据采集与处理系统。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。提出了系统的硬件设计和实现方案,其中包括了DSP最小系统、DSP与ADC接口电路、信号调理电路、LCD显示模块与DSP接口电路、RS232通信电路等。文中还就系统抗干扰性在硬件设计方面的注意点进行了简要的探讨。完成了系统软件的设计,包括TI集成开发环境CCS的应用、CMD文件的编写、数据采集模块、数据处理(FFT)模块、脉冲宽度测量模块、液晶显示模块、串口通信模块等。经实践证明,该数据采集与处理系统能够长期稳定运行,完全能够满足高速交变激光自混合干涉信号的采集与预处理在实时性和高精度方面的要求,有着广泛的应用前景,并且可以朝着小型化、智能化、便携式激光测振仪方向发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1.1 DSP 技术介绍
• §1.1.1 DSP 技术发展及DSP芯片特点
• §1.1.2 DSP 系统特点及设计过程
• §1.2 系统的应用背景及意义
• §1.3 本课题所做的主要工作
• 第二章 电流调制型激光自混合干涉系统和信号分析
• §2.1 三角波电流调制型激光自混合干涉系统
• §2.2 半导体激光器电流调制技术
• §2.3 三角波电流调制型激光自混合干涉信号分析
• §2.3.1 PD 信号接收电路
• §2.3.2 干涉信号特点及其振动测量原理
• §2.4 信号处理系统总体方案设计
• §2.5 本章小结
• 第三章 系统硬件电路的设计
• §3.1 DSP 最小系统设计
• §3.1.1 TMS320LF2407A DSP 简介
• §3.1.2 DSP 系统存储器的扩展
• §3.1.3 时钟电路
• §3.1.4 电源电路及复位电路
• §3.1.5 JTAG 仿真接口电路
• §3.2 DSP 与ADC接口电路
• §3.3 信号调理电路
• §3.4 LCD 显示模块与DSP接口电路设计
• §3.5 RS232 电路
• §3.6 系统抗干扰设计
• §3.7 本章小结
• 第四章 系统软件设计
• §4.1 DSP 集成开发环境（IDE）CCS的介绍
• §4.2 系统存储单元的分配及CMD文件编写
• §4.3 数据采集模块的实现
• §4.4 FFT 处理模块的实现
• §4.5 脉冲宽度测量模块的实现
• §4.6 液晶显示模块的实现
• §4.7 串口通信模块的实现
• §4.8 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 附录
• 参考文献
• 硕士期间发表论文
• 致谢