光栅振动检测系统是一种以光栅莫尔条纹原理为基础,对振动信号进行实时分析、快速处理系统。信号处理的能力在很大程度上决定了整个光栅检测系统的测量精度、测量速度和抗干扰能力等多方面指标,是光栅检测系统的核心,其中信号的辨向与细分技术是信号处理的关键技术,因此,如何解决传统辨向、细分技术中存在的问题,实时、准确、高精度地计算出振动信号的幅值,重现振动波形,是本文的主要任务。本文通过对振动信号特性的深入研究,详细比对了当前各种光栅振动信号处理方法的优劣,结合CPLD和DSP分别在控制和运算方面的特殊优势,进行了基于协处理器CPLD和核心处理器DSP所组成的光栅振动信号实时处理系统的研究,成果主要有以下几个方面:1.对当前的光栅振动信号检测及处理方法进行了综述与分析,完成了光栅传感器原理以及辨向、细分技术的理论分析。2.根据硬件描述语言VHDL的并发执行特性,在CPLD中设计了两个状态机进程,控制两个AD转换器对两路信号进行同步采集,克服了传统采集方法中采用单一采样保持器导致两路正交信号采集不同步的缺陷。3.以DSP为核心结合幅值细分原理完成了振动信号高倍细分算法的设计,利用DSP C语言现有的库函数实现细分值的分象限计算,节省了指令执行时间,优化了算法,提高了系统的稳定性和速度。4.设计了一种实时计算振动幅值的方法,在进行整周期莫尔条纹计数的同时,实时计算出非整周期莫尔条纹的细分值,并将二者代表的位移相加,即可得出振动幅值随时间变化的函数。该方法不需要实时捕捉换向点,辨向信号仅作为对整周期莫尔条纹进行加减计数的选择控制信号,避免了硬件辨向信号滞后给振动幅值计算带来的误差。