[實用新型]微弱信號動態自適應信號采集處理器

無效

• 申請號: 200820034256.4
• 申請日: 2008-04-21
• 公開（公告）號: CN201177508Y
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 李舜酩;李永建
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本實用新型涉及一種動態微弱信號采集處理器，更具體的說，涉及動態微弱信號的程控放大采集處理器，涉及抬壓數可調的抬壓電路，涉及用于信號高速采集、處理分析和控制的DSP芯片，涉及信號傳輸的USB接口，用于頻帶寬、振幅變化范圍大的微弱電壓信號的采集、處理分析與傳輸。適用于機械設備振動、噪聲分析、狀態監測及故障診斷的多路實時高速信號采集處理傳輸系統。

背景技術

微弱信號采集處理技術是以一定的頻率采集來自傳感器的微弱信號的技術，廣泛應用于國防、航空航天、科學實驗、遙感、通信及工業監控等諸多領域。現有的微弱信號采集處理器存在著不能根據信號的振幅進行程控放大、信號分辨率低、采樣速率低、支持信號種類單一、實時性差等缺點，多用于工業控制領域。隨著國防、航天航空技術、通信的飛速發展，對微弱信號采集處理器提出了更高的要求，例如，更高的采用速率，更多信號類型的支持以及更強的實時性能。上述要求是現有的微弱信號采集器不能滿足的。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述技術中的不足，提供一種能根據輸入信號振幅自動調整放大器增益的自適應地放大、采集、處理分析和實時傳輸的采集處理器，適用于多路或單路信號的采集處理傳輸的系統。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種微弱信號動態自適應信號采集處理器，其特征在于，包括四路獨立預處理電路，DSP處理模塊，接口邏輯電路，其中每一路獨立預處理電路包括與傳感器相連的前置放大器，程控放大器，抗混疊濾波單元，電壓抬升電路，保護電路五部分；所述前置放大器，程控放大器，抗混疊濾波單元，電壓抬升電路，保護電路依次相連，所述DSP處理模塊的輸入端分別連于每一路獨立預處理電路的保護電路，DSP處理模塊的輸出分別與每一路獨立預處理電路的程控放大器相連，DSP處理模塊還通過接口邏輯電路與PC機雙向相連。

本微弱信號動態自適應信號采集處理器具有采集速度高、準確度高、適應性強、實時性等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型微弱信號動態自適應信號采集處理器方框圖。

圖2為一路獨立預處理電路實施原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型詳細說明。

參照附圖1，本實例包括低噪聲、低漂移前置放大器，自適應程控放大器，?抗混源濾波器，的信號向PC機傳輸的芯片及接口，所述這些部分順次連接。圖2，為一路信號采集預處理通道，有低噪聲、低漂移前置放大器AD620，芯片AD620的5腳接地，1、8腳之間接一個用來調節AD620的放大倍數的電阻，本實例接的是一個0.5KΩ的電阻，6腳通過一個電阻與程控放大器相連。差模輸入時，2、3腳分別接兩路輸入信號；單端輸入時，2腳接輸入信號，3通過一個電阻腳接地。

自適應程控放大器由D/A轉換器DAC0832、放大器LM357和一個外接電阻組成，DAC0832的參考電壓端8接AD620的輸出信號，1、19腳接DSP的片選與使能信號腳，2、3、17、18腳接模擬地，10腳接數字地，D0~D7腳接DSP的增益控制信號腳，11、12腳分別與LM357的正負輸入引腳相連，LM357的輸出腳6接低通濾波單元，而且分別經一個5K電阻接到負輸入腳2，接一個2540K電阻接到DAC0832的9腳。

低通濾波單元采用多重反饋型2階巴特沃斯濾波器，其特性是在通過區內輸出特別平坦，衰減區斜率大，后經一個相位補償環節接到電壓抬升電路，電壓抬升電路把輸出信號統一抬升1.5V，使經抬升后的輸出電壓在0~3V之間，后經一個輸入保護電路接到DSP芯片的ADCINAX腳。

每一路信號預處理通道都是一類似的，不同的只是每一路的片選、使能和輸入DSP芯片的引腳不同，第1路的片選信號是：-CS1，使能信號是：ILE1，輸入引腳是：ADCINA0；第2路的片選信號是：-CS2，使能信號是：ILE2，輸入引腳是：ADCINA1；第3路的片選信號是：-CS3，使能信號是：ILE3，輸入引腳是：ADCINA2；第4路的片選信號是：-CS4，使能信號是：ILE4，輸入引腳是：ADCINA3。

DSP芯片經-CSX、ILEX和D0~D7腳與DAC0832連接，經過SCITXDA和SCITXDB接到PDIUSBD12芯片上，經PDIUSBD12轉換后接到USB口。

本微信號采集處理器具有如下特點：

1.前端放大器具有極高的交流共模抑制比，且隨著增益的增大而增大；可以雙端輸入，也可以單端輸入；單端輸入時，把正輸入管腳3接地，輸入信號的頻率為2KHz；