dsp课程设计论文-基于tms320f2812的振动信号测试系统设计

dsp课程设计论文-基于tms320f2812的振动信号测试系统设计内容摘要：

号调理电路和数据采集处理模块两部分组成，信号调理电路主要是消除共模干扰，对微弱小信号进行放大、滤波、电压抬升、信号传输；主要由测量放大器、多重反馈型 5阶巴特沃斯低通滤波器、程控放大器、电压抬升电路和保护电路构成。 数据采集处理模块主要有 DSP芯片 TMS320F281数据存储和传输模块构成，完成对四路模拟输入信号的采样、过采样处理、信号振幅的计算、数字滤波和数据的传输。 3． 1 前置放大器的设计 本数据采集系统的对象为微弱信号，需要用前置放大器进行放大。 由于测量放大器具有信息工程学院课程设计（论文） ６ 输入阻抗高、输出阻抗低、抗共模干扰能力强、低温漂、低失调电压和高稳定增益等特点，在微弱信号的检测系统中广泛用作前置放大器。 本数据采集系统采用 AD公司的高性能运放 AD620作为测量放大器， AD620是一种只用一个外部电阻就能设置放大倍数为 1～ 1 000的低功耗／高精度仪表放大器。 AD620具有很好的直流特性和交流特性，最大输入失调电压漂移为 1μV，其共模抑制比大于 93 dB。 在 1 kHz处输入电压噪声为 9 nV/Hz。 在 0． 1～ 10 Hz范围内输入电压噪声的峰一峰值为 0． 28μV，输入电流噪声为 O． 1 pA/Hz。 G＝ 1时，它的增益带宽为 120 kHz，建立时间为 15μs。 因此 AD620的性能满足该数据采集系统的要求。 3． 2 程控放大电路设计 DSP 芯片的性能特征 TMS320F2812芯片是美国德州仪器 (Texas Instruments)公司研制的数字信号处理器，它是一个定点运算、集成度高、高性能的 DSP芯片，特别适用于有大批量数据处理的测控场合。 其主要特点有：采用高性能静态 CMOS技术，能在一个周期内完成 32*32位的乘法累加运算，时钟频率最高可达 150 MHz。 片内具有 128 KB的 16位 FLASH存储器， 8 KB的 16位 SARAM，2个事件管理器 EVA和 EVB， 3个 32位的 CPU定时器。 16通道的 12位模数转换器 (ADC)含两路采样保持器，可实现双通道 同步采样，最小转换时间为 80 ns,，含 2个通用异步串口 (SCI)， 2个多通道缓冲串口 (McBSP)， 56个独立配置的通用多功能 I/O(GPIO)。 DAC20832 芯片的性能特征 DAC0832是 AD公司生产的高精度、低功耗、 8位数模转换器，能完成数字量输入到模拟量 (电流 )输出的转换。 DAC0832具有数字输入锁存的功能。 DAC0832的互补输出端 Ioutl，Iout2均为电流信号，且之和为常数。 其主要参数如下：分辨率为 8位，转换时间为 1μs，参考电压为 10～ +10 V，供电电源为 +5～ +15 V，逻辑电平输入与 TTL兼容。 DAC20832具有两级锁存器，第一级锁存器称为输人寄存器，它的允许锁存信号为 ILE，第二级锁存器称为 DAC寄存器。 3． 2． 3 程控放大电路的组成 程控放大电路由 DAC0832芯片、高精度放大器 LM357和反馈电阻组成，受 TMS320F2812芯片的控制信号、片选信号控制，如图 2所示。 DAC0832用作程控放大器，是把 DAC0832的参考电压端接输入信号，数字信号输入端接 TMS32OF2812芯片的控制信号，互补输出端 Iout1和 Iout2引脚分别接放大器 LM357的反向输入端和同向输入端。 DAC0832的互补输出端 Ioutl、Iout2均为电流信号，需外接一个放大器实现电流信号到电压信号转换。 T型电阻网络的电阻是 10 KΩ，接一个阻值为 2． 55 MΩ反馈电阻 R f，就构成一个程控放大器。 用该程控放大电路可以实现增益为： 20， 21， 22， … ， 281，从而扩大了被测信号的范围。 信息工程学院课程设计（论文） 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 图 31 程控放大电路 PCB 图为： 图 32 其中： 8 号引脚 Uref 是模拟电压输入端，接前置放大器的输出端； CS1 和 ILEl 是来自。 DSP芯片的片选与使能信号； XD0～ xD7 是来自 DSP 芯片的增益控制信号； DAC0832 芯片的 Ioutl和 Iout2 引脚分。