dsp課程設計論文-基于tms320f2812的振動信號測試系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2024-12-16 08:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 號調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集處理模塊兩部分組成，信號調(diào)理電路主要是消除共模干擾，對微弱小信號進行放大、濾波、電壓抬升、信號傳輸；主要由測量放大器、多重反饋型 5階巴特沃斯低通濾波器、程控放大器、電壓抬升電路和保護電路構成。數(shù)據(jù)采集處理模塊主要有 DSP芯片 TMS320F281數(shù)據(jù)存儲和傳輸模塊構成，完成對四路模擬輸入信號的采樣、過采樣處理、信號振幅的計算、數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)的傳輸。 3． 1 前置放大器的設計 本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的對象為微弱信號，需要用前置放大器進行放大。由于測量放大器具有信息工程學院課程設計（論文） ６ 輸入阻抗高、輸出阻抗低、抗共模干擾能力強、低溫漂、低失調(diào)電壓和高穩(wěn)定增益等特點，在微弱信號的檢測系統(tǒng)中廣泛用作前置放大器。 本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用 AD公司的高性能運放 AD620作為測量放大器， AD620是一種只用一個外部電阻就能設置放大倍數(shù)為 1～ 1 000的低功耗／高精度儀表放大器。 AD620具有很好的直流特性和交流特性，最大輸入失調(diào)電壓漂移為 1μV，其共模抑制比大于 93 dB。在 1 kHz處輸入電壓噪聲為 9 nV/Hz。在 0． 1～ 10 Hz范圍內(nèi)輸入電壓噪聲的峰一峰值為 0． 28μV，輸入電流噪聲為 O． 1 pA/Hz。 G＝ 1時，它的增益帶寬為 120 kHz，建立時間為 15μs。因此 AD620的性能滿足該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的要求。 3． 2 程控放大電路設計 DSP 芯片的性能特征 TMS320F2812芯片是美國德州儀器 (Texas Instruments)公司研制的數(shù)字信號處理器，它是一個定點運算、集成度高、高性能的 DSP芯片，特別適用于有大批量數(shù)據(jù)處理的測控場合。其主要特點有：采用高性能靜態(tài) CMOS技術，能在一個周期內(nèi)完成 32*32位的乘法累加運算，時鐘頻率最高可達 150 MHz。片內(nèi)具有 128 KB的 16位 FLASH存儲器， 8 KB的 16位 SARAM，2個事件管理器 EVA和 EVB， 3個 32位的 CPU定時器。 16通道的 12位模數(shù)轉換器 (ADC)含兩路采樣保持器，可實現(xiàn)雙通道 同步采樣，最小轉換時間為 80 ns,，含 2個通用異步串口 (SCI)， 2個多通道緩沖串口 (McBSP)， 56個獨立配置的通用多功能 I/O(GPIO)。 DAC20832 芯片的性能特征 DAC0832是 AD公司生產(chǎn)的高精度、低功耗、 8位數(shù)模轉換器，能完成數(shù)字量輸入到模擬量 (電流 )輸出的轉換。 DAC0832具有數(shù)字輸入鎖存的功能。 DAC0832的互補輸出端 Ioutl，Iout2均為電流信號，且之和為常數(shù)。其主要參數(shù)如下：分辨率為 8位，轉換時間為 1μs，參考電壓為 10～ +10 V，供電電源為 +5～ +15 V，邏輯電平輸入與 TTL兼容。 DAC20832具有兩級鎖存器，第一級鎖存器稱為輸人寄存器，它的允許鎖存信號為 ILE，第二級鎖存器稱為 DAC寄存器。 3． 2． 3 程控放大電路的組成 程控放大電路由 DAC0832芯片、高精度放大器 LM357和反饋電阻組成，受 TMS320F2812芯片的控制信號、片選信號控制，如圖 2所示。 DAC0832用作程控放大器，是把 DAC0832的參考電壓端接輸入信號，數(shù)字信號輸入端接 TMS32OF2812芯片的控制信號，互補輸出端 Iout1和 Iout2引腳分別接放大器 LM357的反向輸入端和同向輸入端。 DAC0832的互補輸出端 Ioutl、Iout2均為電流信號，需外接一個放大器實現(xiàn)電流信號到電壓信號轉換。 T型電阻網(wǎng)絡的電阻是 10 KΩ，接一個阻值為 2． 55 MΩ反饋電阻 R f，就構成一個程控放大器。用該程控放大電路可以實現(xiàn)增益為： 20， 21， 22， … ， 281，從而擴大了被測信號的范圍。 信息工程學院課程設計（論文） ７ Ra2 5kR7 5kR6 5kR 6 62 45 0 kGND3GND10Vcc20I o u t 111l s b D I 07I o u t 212D I 16D I 25R f b9D I 34D I 416V r e f8D I 515D I 614m s b D I 713I L E19W R 218CS1W R 12X f e r17U1D A C 08 3 2I LIMIT7GND4EMIT5OSC3COL6IN1IN8IN+2U2LM3578M(8)V C CI L E 1XD0XD1XD2XD3XD4XD5XD6XD7C S 1+ 15 v 1 5 vB T 1B A T T E R YB T 2B A T T E R Y 圖 31 程控放大電路 PCB 圖為： 圖 32 其中： 8 號引腳 Uref 是模擬電壓輸入端，接前置放大器的輸出端； CS1 和 ILEl 是來自。 DSP芯片的片選與使能信號； XD0～ xD7 是來自 DSP 芯片的增益控制信號； DAC0832 芯片的 Ioutl和 Iout2 引腳分
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