地震勘探工作中,地震仪通过光栅地震检波器接收地震波信号,但是光栅地震检波器的信号实时分析与重现仍是一个难点。光栅地震检波器的性能好坏直接影响地震记录质量和地震资料的解释工作。其中光栅地震检波器输出信号的辨向和细分是信号处理中最重要的部分,因此,如何解决传统辨向和细分方案中的信号不同步、失真等问题,计算出振动信号的幅值,重现地震波形,是本文的主要任务。本文通过对振动信号特性的深入研究,仔细对比了当前各种光栅振动信号处理方案的优劣,结合AVR单片机和DSP分别在控制和算法方面的特殊优势,进行了基于协处理器AVR单片机和核心处理器DSP所组成的光栅振动信号的实时处理系统的研究,成果主要有以下几个方面：1.对当前光栅地震检波器的理论基础进行了分析,掌握了振动信号的特性以及辨向、细分技术的理论。2.通过AVR单片机控制一个带有四路采样保持器的A/D转换器对三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信号采集不同步的缺陷。3.以DSP为核心结合幅值细分原理和数字滤波技术完成了振动信号高倍细分和滤波算法的设计4.提出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,进而得出振动幅值随时间变化的函数。该方法不需实时捕捉换向点,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。5.使光栅传感器在人工敲击的方式下和振动台激发的方式下进行工作,用基于DSP的光栅地震检波系统对光栅地震检波器输出信号进行数据采集。实验表明,所采集数据与课题组前期的仿真结果总体趋势一致,能清楚地找到辨向点。6.采用虚拟仪器LabWindows/CVI在上位机上设计了一个幅值显示的操作界面,实时显示振动幅值的大小和时间,便于实验数据的观测与分析。