基于ARM+DSP的地震加速度信号处理系统设计

"基于ARM和DSP的地震加速度信号处理系统设计，用于满足光纤传感地震加速度计的实时性、高精度和网络化需求。系统采用双核微处理器，对3x3耦合器输出的相位调制信号进行解调和频谱分析，并提供以太网传输接口。该系统在实验中表现出良好的处理精度和实时性，具有高性价比和实用性。" 本文主要探讨了针对光纤传感地震加速度计的信号处理系统设计，该系统采用了ARM和DSP双核微处理器架构。光纤加速度计因其高灵敏度、抗干扰能力和宽动态范围而在多个领域有着广泛应用。常见的解调技术包括波长扫描、PZT调制、声光调制器和3x3耦合器，其中3x3耦合器解调技术以其高精度和稳定性成为首选。 系统的工作流程包括信号的解调和频谱分析。解调是通过3x3耦合器实现，相较于模拟电路，它能提供更高的精度，而相比FPGA，它可以进行小数运算，提高运算精度。DSP负责快速的信号处理任务，确保实时性能，而ARM则利用其丰富的片上系统资源，负责网络传输和显示解调后的信号及频谱信息，同时允许通过软件更新实现系统的便捷升级。 系统结构主要包括传感探头、光电转换和信号处理系统。传感探头的核心是基于3x3耦合器的光纤M-Z干涉仪，当外部振动作用于干涉仪的传感臂时，光纤的各种物理特性会发生变化，这些变化会转化为可测量的信号。通过光电转换，这些信号被转化为电信号，然后进入信号处理系统进行解调和分析。 在硬件设计部分，文章提到了关键电路的具体实现，包括如何对接3x3耦合器输出的信号，以及如何设计实现解调和频谱分析的硬件模块。在软件层面，详细阐述了如何利用ARM和DSP的处理器能力，实现信号的数字处理算法，包括解调算法和频谱分析算法。 实验结果显示，该系统在处理精度和实时性方面均达到预期要求，同时具备较高的性价比，表明其在实际应用中具有一定的价值。这样的系统不仅能够满足地震监测的需求，还可以广泛应用于能源勘探、桥梁安全监测、汽车碰撞测试等需要高精度动态信号测量的场景。 基于ARM和DSP的地震加速度信号处理系统是一种高效、精确的解决方案，通过优化软硬件结合，实现了信号处理的高效性和灵活性，为光纤传感技术的应用提供了新的思路。