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)-文庫(kù)吧資料
2024-11-18 08:13本頁(yè)面
【正文】 。 信號(hào)幅值的檢測(cè)是利用正交鎖相型放大器的原理實(shí)現(xiàn)的 [2]，如圖 3所示。交流信號(hào)的幅值是變化的，若根據(jù)被測(cè)信號(hào)的幅值調(diào)節(jié)程控放大器的增益，需要時(shí)刻改變程控放大器的增益，這將浪費(fèi) CPU的很多資源，影響 了 A/D轉(zhuǎn)換的速度，限制了被測(cè)信號(hào)的范圍，因器件程序的計(jì)算和器件的延時(shí)也會(huì)給測(cè)量結(jié)果帶來很大的誤差，不適合做高頻信號(hào)的采集，而且很難滿足實(shí)時(shí)性要求。 4． 1 信號(hào)幅值檢測(cè)的算法 在程控放大器的設(shè)計(jì)中，對(duì)被測(cè)信號(hào)振幅的檢測(cè)至關(guān)重要，它是實(shí)現(xiàn)程控放大的關(guān)鍵。 信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） ９ 4 算法設(shè)計(jì)與軟件流程實(shí)現(xiàn) TMS320F2812芯片的 A/D轉(zhuǎn)換器每次可以采集 16路信號(hào)，而該采集系統(tǒng)僅有四路輸入信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的過采樣，提高采集數(shù)據(jù)的精度。 OP放大器的同相輸入端接一個(gè)穩(wěn)定的 1． 5 V基準(zhǔn)電壓，反相輸入端接信號(hào)輸人端，放大器的增益設(shè)置為 1，這就實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的電壓反相，且抬壓 1． 5 V。在該系統(tǒng)的濾波器設(shè)計(jì)中，采用多重反饋型 5階巴特沃斯低通濾波器。 3． 3 濾波電路設(shè)計(jì) 有源濾波器不僅體積小，而且輸出阻抗和截止頻率 fc無關(guān)，能夠前、后級(jí)之間相互獨(dú)立的設(shè)計(jì)。 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 是來自。 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。 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。 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。 DAC0832的互補(bǔ)輸出端 Ioutl，Iout2均為電流信號(hào)，且之和為常數(shù)。 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。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。 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。 G＝ 1時(shí)，它的增益帶寬為 120 kHz，建立時(shí)間為 15μs。在 1 kHz處輸入電壓噪聲為 9 nV/Hz。 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。 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。 3 硬件電路設(shè)計(jì) 微弱信號(hào)采集系統(tǒng)硬件電路由信號(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?？紤]到采集對(duì)象是微弱信號(hào)，在每路程控放大器前設(shè)計(jì)了低噪聲前置放大器，且每一路程控放大器的增益控制信號(hào)直接來 自 DSP。其中數(shù)據(jù)采集預(yù)處理電路共有四路，每一路包括前置放大器、抗混疊濾波電路、程控放大電路和電壓抬升與保護(hù)電路。針對(duì)此情況，本文考慮設(shè)計(jì)一個(gè)微弱振動(dòng)信號(hào) 自適應(yīng) 采集系統(tǒng)，能夠根據(jù)被測(cè)信號(hào)的振幅實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)放大器的增益，從而檢測(cè)出微弱振動(dòng)信號(hào)。振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)是機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和早期故障診斷的關(guān)鍵，機(jī)械系統(tǒng)早期故障引起的異常振動(dòng)信號(hào)有時(shí)都很微弱
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