DSP在數(shù)字頻譜分析—頻率跟蹤型激光測速儀中的應(yīng)用.pdf

1、流場測量是航空、醫(yī)學、水利、動力等領(lǐng)域中普遍關(guān)心的問題.為了能夠準確測定流場特性,人們不斷探索新的測量方法.經(jīng)過幾十年的發(fā)展完善,目前激光多普勒測速技術(shù)(Laser Doppler Anemometry,或LDA)被普遍采用.與熱線風速儀法、水模擬法、高速攝影等方法相比,LDA兼具非接觸性測量、分辨率高、響應(yīng)快等優(yōu)點.由于LDA多用于環(huán)境較為惡劣的場合,LDA數(shù)據(jù)率通常較低.為了提高信噪比,目前國外采用數(shù)字頻譜分析技術(shù)對LDA信號數(shù)據(jù)進

2、行處理,國內(nèi)主要是利用頻率跟蹤原理的帶寬壓縮技術(shù)的LDA系統(tǒng).為了進一步提高LDA測速系統(tǒng)的噪聲適應(yīng)能力,充分發(fā)揮頻譜分析技術(shù)和頻率跟蹤技術(shù)各自的特點,我們已嘗試將這兩種先進技術(shù)相結(jié)合起來,構(gòu)成了數(shù)字分析—頻譜跟蹤型LDA系統(tǒng).目前,已經(jīng)完成了基于PC機的數(shù)字分析—頻譜跟蹤型LDA系統(tǒng)的研制,實驗證明這兩種技術(shù)的結(jié)合是可行的.但將其應(yīng)用于多維測速中,仍存在精度和實時不夠的問題.為了進一步完善數(shù)字分析—頻譜跟蹤型LDA系統(tǒng)的性能,達到21

3、世紀對于測試儀器普遍要求的精確化、快速化和微型化,針對目前集成電路迅猛的發(fā)展趨勢和DSP性能價格比的不斷提高,我們將DSP技術(shù)引入到該LDA測速系統(tǒng)的信號處理器中來.該文主要完成以下研究工作:1.基于LDA信號的特點和數(shù)字分析—頻率跟蹤型LDA系統(tǒng)的要求,分析DSP各系列芯片的特性,選用TMS320VC33作為最佳的頻譜分析的核心單元.圍繞這一處理單元,設(shè)計了相關(guān)的高速多普勒信號采集電路和與PC機之間的數(shù)據(jù)傳輸電路.實現(xiàn)LDA信號從高速