基于DSP与FPGA的光栅地震检波器系统该怎么设计？

2058 FPGA 光栅地震检波器信号处理

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 在石油地震勘探中，地震仪通过地震检波器采集信号。地震检波器是为了接收和记录地震波而设计的一种精密的机械、电子组合装置，是地震勘探数据采集中的重要环节，其性能好坏直接影响地震记录质量和地震资料的解释工作。光栅传感技术的发展为检波器的设计提供了有力的手段。其光栅信号处理技术仍局限于低速度的信号处理，虽然测量精度较高，但其动态特性难以满足振动信号检测等高速变化信号的处理要求。 0
2019-10-14 08:03:53　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × jerry1978 该类别下有 6 个回答。邀请回答唯安an 该类别下有 5 个回答。邀请回答 liese 该类别下有 4 个回答。邀请回答 vnwueurw 该类别下有 4 个回答。邀请回答 h1654155957.9852 该类别下有 4 个回答。邀请回答 LY90186 该类别下有 4 个回答。邀请回答 hjh22678 该类别下有 4 个回答。邀请回答 vtwterwer 该类别下有 4 个回答。邀请回答 ChristineGu 该类别下有 4 个回答。邀请回答 bei232 该类别下有 4 个回答。邀请回答 diaoshayu 该类别下有 4 个回答。邀请回答 nyvvhxcs 该类别下有 4 个回答。邀请回答周小舟1 该类别下有 4 个回答。邀请回答 liaosanguo 该类别下有 3 个回答。邀请回答 zhe0010 该类别下有 3 个回答。邀请回答 yunhanuser 该类别下有 3 个回答。邀请回答 fen556 该类别下有 3 个回答。邀请回答净小空空该类别下有 3 个回答。邀请回答 04860860686 该类别下有 3 个回答。邀请回答 60user75 该类别下有 3 个回答。邀请回答举报顾天天相关推荐 • 如何设计光栅地震检波器的信号处理系统？ 1873 • 怎么设计光栅地震检波器的信号处理系统？ 1525 • 怎么设计基于DSP与FPGA光栅地震检波器的信号处理系统？ 1936 • 怎么利用光栅地震检波器处理信号？ 1587 • 分享一种地震检波器的设计方案 1207 • 射频功率检波器该怎么选择？ 2598 • 采用ADI解决方案的地震信号检测网络系统设计 1872 • 请问基于地震检波器MEMS加速度传感器的噪声密度怎么计算？ 4234 • 检波器的基本原理是什么？主要有哪些分类？ 7984 • 检波器常见问题解答 3750 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 3 DSP的软件细分采用大数可逆计数与小数细分计数的软件细分技术。其中大数计数是对莫尔条纹整周期数进行可逆的加减计数，这部分功能有采集模块中的FPGA来完成，小数计数是对莫尔条纹不到一个周期信号细分结果进行计数，其功能由DSP来完成。运算的结果为大数计数结果乘以光栅栅距与小数计数结果乘以细分当量之和，其中细分当量为光栅栅距除以细分倍数。该模块的硬件原理图如图5所示。通过DSP的地址选通线依次选通读取FPGA中三个数据缓存区中的数据，缓存区分别存放两路模拟信号的数字量与加减计数器的累加计数值，然后利用公式R=Nw+KL求出任意一点谐振子的幅值并输出。式中N为整周期的累加计数值，W为光栅栅距，K为细分计数，L=W／M，M为细分倍数。该细分模块主要是完成对细分计数K值、和幅值R值的求取，并完成对幅值的数字量转换并输出。其中细分方法也就是对K值的求取采用了八卦限幅值分割法，根据上述方法设计了细分倍数可变的细分算法，利用DSP C语言的专用库函数实现了纯计算的算法。细分算法流程如图6所示。由幅值细分法可知，软件细分算法设计的关键问题是根据两路信号的比值对该点的相位角的正确定位。该点的位置有两种情况，一种是落在各象限的边界上，另一种是落在各象限之中。根据细分边界条件判断该点的采样数据是否发生在四个象限的分界线上，如果判断此次换向发生在象限的分界线上，则细分数为固定值，并且通过象限的正负关系就可以确定具体细分数值，不需要进行复杂的计算。如果该点不是发生在象限分界线上，则需根据象限正负关系判断换向发生的具体象限，不同象限对应不同计算公式。细分算法程序如下：根据标志字判断相位点的位置，根据相应位置不同公式求取细分值然后利用公式R=N×ω+d×L求出任意一点谐振子的幅值并输出。式中N为整周期的累加计数值，W为光栅栅距，d为细分计数，L=ω／m，m为细分倍数。 4 结束语设计的光栅地震检波器充分结合了FPGA的强大控制功能和DSP高速运算处理功能，实现了信号的同步采集、高倍细分和实时复现。减少了单一处理器的负荷，提高了系统的速度和稳定性，为光栅震动信号处理提出了一个新思路。由于硬件双口RAM接口时序复杂，成本高也会给系统带来不稳定性，因此本文在FPGA中设计了一软RAM。对于振动信号幅值的计算则是在对整周期的莫尔条纹进行计数的同时，利用软件细分法实时地计算出非整周期的莫尔条纹信号所代表的小数值，并实时将二者相加后乘以莫尔条纹当量(每个莫尔条纹所代表的位移量)，即可得到信号的实时振动幅值。

2019-10-14 15:40:59 评论举报易静帜