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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、速度等测量方面日益得到广泛应用。该技术要求对激光干涉信号进行实时的采集和处理。传统测振仪器的数据采集与处理系统结构复杂,成本较高,不易携带。数字信号处理器(DSP)的运行速度快,运算精度高,适合激光自混合干涉信号的采集与处理。
本文研究了三角波电流调制型激光自混合干涉技术。分析了激光自混合干涉测振仪的理论模型,并用Matlab进行了仿真和误差分析,讨论了减小误差的方法。设计了以TI公司TMS320LF2407A DSP为核心的数据采集与处理系统。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DSP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、数据采集与处理模块、液晶显示模块、基于Matlab的串口通信模块等。实现了对激光自混合干涉信号的采集与预处理。
经实验证明,该数据采集与处理系统能够稳定运行,满足高速交变激光自混合干涉信号的采集与预处理的要求,较好得重构出被测物体的振动波形。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,为基于激光自混合干涉的测振仪向小型化,智能化,便携式提供了条件,具有广泛的应用前景。