dsp課程設(shè)計(jì)論文-基于tms320f2812的振動(dòng)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-16 08:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 號(hào)調(diào)理電路和數(shù)據(jù)采集處理模塊兩部分組成，信號(hào)調(diào)理電路主要是消除共模干擾，對(duì)微弱小信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、電壓抬升、信號(hào)傳輸；主要由測(cè)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(hù)電路構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集處理模塊主要有 DSP芯片 TMS320F281數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸模塊構(gòu)成，完成對(duì)四路模擬輸入信號(hào)的采樣、過(guò)采樣處理、信號(hào)振幅的計(jì)算、數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)的傳輸。 3． 1 前置放大器的設(shè)計(jì) 本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的對(duì)象為微弱信號(hào)，需要用前置放大器進(jìn)行放大。由于測(cè)量放大器具有信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） ６ 輸入阻抗高、輸出阻抗低、抗共模干擾能力強(qiáng)、低溫漂、低失調(diào)電壓和高穩(wěn)定增益等特點(diǎn)，在微弱信號(hào)的檢測(cè)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(yùn)放 AD620作為測(cè)量放大器， AD620是一種只用一個(gè)外部電阻就能設(shè)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(shí)，它的增益帶寬為 120 kHz，建立時(shí)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(shè)計(jì) DSP 芯片的性能特征 TMS320F2812芯片是美國(guó)德州儀器 (Texas Instruments)公司研制的數(shù)字信號(hào)處理器，它是一個(gè)定點(diǎn)運(yùn)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(cè)控場(chǎng)合。其主要特點(diǎn)有：采用高性能靜態(tài) CMOS技術(shù)，能在一個(gè)周期內(nèi)完成 32*32位的乘法累加運(yùn)算，時(shí)鐘頻率最高可達(dá) 150 MHz。片內(nèi)具有 128 KB的 16位 FLASH存儲(chǔ)器， 8 KB的 16位 SARAM，2個(gè)事件管理器 EVA和 EVB， 3個(gè) 32位的 CPU定時(shí)器。 16通道的 12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)含兩路采樣保持器，可實(shí)現(xiàn)雙通道 同步采樣，最小轉(zhuǎn)換時(shí)間為 80 ns,，含 2個(gè)通用異步串口 (SCI)， 2個(gè)多通道緩沖串口 (McBSP)， 56個(gè)獨(dú)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(zhuǎn)換器，能完成數(shù)字量輸入到模擬量 (電流 )輸出的轉(zhuǎn)換。 DAC0832具有數(shù)字輸入鎖存的功能。 DAC0832的互補(bǔ)輸出端 Ioutl，Iout2均為電流信號(hào)，且之和為常數(shù)。其主要參數(shù)如下：分辨率為 8位，轉(zhuǎn)換時(shí)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(jí)鎖存器，第一級(jí)鎖存器稱為輸人寄存器，它的允許鎖存信號(hào)為 ILE，第二級(jí)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(hào)、片選信號(hào)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(hào)，數(shù)字信號(hào)輸入端接 TMS32OF2812芯片的控制信號(hào)，互補(bǔ)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(bǔ)輸出端 Ioutl、Iout2均為電流信號(hào)，需外接一個(gè)放大器實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)到電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換。 T型電阻網(wǎng)絡(luò)的電阻是 10 KΩ，接一個(gè)阻值為 2． 55 MΩ反饋電阻 R f，就構(gòu)成一個(gè)程控放大器。用該程控放大電路可以實(shí)現(xiàn)增益為： 20， 21， 22， … ， 281，從而擴(kuò)大了被測(cè)信號(hào)的范圍。 信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（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(hào)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(lái)自。 DSP芯片的片選與使能信號(hào)； XD0～ xD7 是來(lái)自 DSP 芯片的增益控制信號(hào)； DAC0832 芯片的 Ioutl和 Iout2 引腳分
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