流场测量是航空、医学、水利、动力等领域中普遍关心的问题.为了能够准确测定流场特性,人们不断探索新的测量方法.经过几十年的发展完善,目前激光多普勒测速技术(Laser Doppler Anemometry,或LDA)被普遍采用.与热线风速仪法、水模拟法、高速摄影等方法相比,LDA兼具非接触性测量、分辨率高、响应快等优点.由于LDA多用于环境较为恶劣的场合,LDA数据率通常较低.为了提高信噪比,目前国外采用数字频谱分析技术对LDA信号数据进行处理,国内主要是利用频率跟踪原理的带宽压缩技术的LDA系统.为了进一步提高LDA测速系统的噪声适应能力,充分发挥频谱分析技术和频率跟踪技术各自的特点,我们已尝试将这两种先进技术相结合起来,构成了数字分析—频谱跟踪型LDA系统.目前,已经完成了基于PC机的数字分析—频谱跟踪型LDA系统的研制,实验证明这两种技术的结合是可行的.但将其应用于多维测速中,仍存在精度和实时不够的问题.为了进一步完善数字分析—频谱跟踪型LDA系统的性能,达到21世纪对于测试仪器普遍要求的精确化、快速化和微型化,针对目前集成电路迅猛的发展趋势和DSP性能价格比的不断提高,我们将DSP技术引入到该LDA测速系统的信号处理器中来.该文主要完成以下研究工作:1.基于LDA信号的特点和数字分析—频率跟踪型LDA系统的要求,分析DSP各系列芯片的特性,选用TMS320VC33作为最佳的频谱分析的核心单元.围绕这一处理单元,设计了相关的高速多普勒信号采集电路和与PC机之间的数据传输电路.实现LDA信号从高速采集、频谱分析到结果显示的全过程.2.针对DSP芯片的硬件特点,对原有的相位差频谱校正分析处理程序流程作了进一步改进,使算法更适于高速高精度的测量分析.在具体软件中,通过对于采集数据的预处理,实现了对FFT分析的最佳数据的选择,减少了不必要的频谱校正算法的执行,从而充分发挥了DSP的高速数据处理性能.3.为了验证信号处理器的可行性,进行了示波器模拟实验研究.证实DSP在LDA信号处理器中的应用是完全有效的.