基于DSP的光纤麦克风声音采集系统硬件设计方案总结

前记

 光纤声传感器是一种利用光纤作为传光介质或探测单元的一类声传感器，相比传统电声传感器其具有灵敏度高、频带响应宽、抗电磁干扰等优越特性，可广泛应用于国防安全、工业无损检测、医疗诊断及消费电子等领域。
 前段时间做了一个基于光纤传感器的音频信号DSP采集的产品，没想到遇到那么多的问题，不过，经过夜以继日的攻关，总算是让产品成功商用了。中间解决了不少技术问题，也算是有了不少的积累。这里就打算做一个总结。为后续的同类传感器的硬件设计做一个铺垫。

 

架构解析

 这类系统要比一般的传感器要负责，由于涉及到光学部分。所以，整个传感器系统涉及到的东西还挺多。比如，前端的光模块部分，其次的是光电转换部分，后面的信号处理和放大部分。再到后面的数据处理和存储部分。可以说，涉及到的知识面还挺多。不是一件简单的东西。
 这里面最复杂的部分就是模拟信号的处理和放大。以及后面的DSP处理部分。这两部分是该系统的核心，关系到系统采集到的音质和信号大小。模拟信号的处理，这里面着实让人吃了苦头。

 

 

                                                   系统架构图

 从上面的系统图可以看出，由于前端的信号非常小，需要逐级的进行放大和处理。这中间很多器件进行滤波和处理。一旦哪个器件错了，效果就会完全变了。所以说，太多的模拟器件堆砌，系统的稳定性会降低很多。

 

经验总结

 模拟信号的处理需要时间积累。
这次让我深刻的意识到，模拟信号为啥是国内的短板了。这块急需要时间积累。一次不行第二次，第二次不行第三次。可每次都需要银子和时间堆砌。真是不容易啊。
 关注器件对系统性能影响。模拟电路，一个小小的器件变化或者不对，就会对系统整体的性能有很大的影响，关注器件的参数和稳定性，注意选型的质量。会让你模拟系统稳定很多。
 模拟信号软件化是发展趋势。
通过这次让我深刻的意识到，能用软件搞定的事情千万不要用模拟来做。这个真是既烧钱，又浪费时间。还会引入各种非稳定的成本。

 

展望

 以前是做音频的采集，可经过这一轮的调试发现，很多传感器的采集系统是大同小异的。让团队的模拟信号处理能力上了一个台阶。再者，在传感器领域又有了一个更深层次的积累。
 随着各种新需求的不断涌现，传统的传感器已经无法满足市场的需要了。高精度的光纤传感器是一个非常重要的信号获取方式。