[發明專利]一種聲探測網絡節點信號采集電路

在審

• 申請號: 201510914853.0
• 申請日: 2015-12-13
• 公開（公告）號: CN106872931A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 姚秋麗
• 申請（專利權）人: 姚秋麗
• 主分類號: G01S1/74
• 分類號: G01S1/74
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種聲探測網絡節點信號采集電路，適用于傳感器領域。

背景技術

噪聲是物體在工作中產生的不可避免的副產品，被動聲探測無線傳感器網絡就是利用目標的這一特征，實現對目標的探測、識別、定位以及追蹤。無線傳感器網絡是由大量低成本且具有傳感、數據處理和無線通信能力的傳感器節點通過良組織方式形成的網絡。它獨立于基站或移動路由器等基礎通信設施，通過分布式協議自組成網絡。無線傳感器網絡由大量無線傳感器節點互連而成，是傳感器向微型化、智能化和無線通信化的延伸。根據傳感器節點在使用中是否移動，可將無線傳感器網絡分為靜態網絡和動態網絡，其中大多數是靜態網絡，在靜態網絡中，傳感器節點被隨機地或按一定要求布置在監1區域內，并根據用戶的要求，可對溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力等環境參數進行測量，或者感知物體的運動速度和方向等。在動態網絡中，傳感器節點一般被安置在可移動的物體上，如車輛或被監測的動物，它將隨物體的移動而移動，無線傳感器網絡中有一個特殊節點，稱為匯聚節點，它是中心處理節點。該節點可向區域內的傳感器節點發送數據采集命令，并接收和處理傳感器節點傳送來的數據。傳感器網絡的特點有:以數據為中心，節點數量大、密度高，節點有一定的故障率，節點在電池能量、計算能力和存儲容量等方面有限制;網絡的拓撲結構變化快。被動聲探測無線傳感器網絡系統具有隱蔽性好、不受視線和能見度的限制、不易被干擾、探測范圍不受限制等幾大優點，目前正受到國內外軍事界、工業界乃至學術界人士的廣泛關注。

發明內容

本發明提供一種聲探測網絡節點信號采集電路，電路采集到的信號不會發生失真，且信號經過調理、轉換后，相位偏差比較小且穩定。

本發明所采用的技術方案是：聲探測網絡節點信號采集電路由電源模塊電路、調理電路、模數轉換電路組成。

所述電源電路采用兩個12 V的移動電源串聯構成24 V電壓作為能量供應裝置。3mA恒流源是為傳聲器提供能量供應。該傳聲器的正常工作需要提供3mA的恒流源，恒流源通過采用三端可調的電流源芯片LM134外接電阻實現的，其輸出電流的大小，可通過改變外接電阻的阻值進行調節，使用十分靈活方便。該芯片可通過外接二極管，與電阻搭配，使芯片的溫漂最小化，使得電流輸出相對穩定，這為后續的傳聲器進行信號采集提供了一個相對較好的環境，使采樣結果更加可靠。

所述調理電路包含了濾波、放大、偏置、信號跟隨的基本功能鍵。信號采集主要分為信號調理和A/D轉換兩大部分。采集模塊利用高精度的傳聲器接收節點周圍的聲音信號，并轉換為模擬電信號；模擬電信號通過信號調理電路調理之后，傳送給A/D轉換芯片，轉換為數字信號。為達到信號衰減最小、相位偏差最小而又不影響調理電路的基本功能要求，在設計中采用了較少的芯片，達到了最佳的效果。包含電壓偏置作用，偏置電路是通過給集成運放的正向輸人端(即信號輸人端)串聯電阻接人2. 5 V的直流電壓實現的。接入2.5 V的直流電壓使得輸人為正負交錯的交流信號整體偏置2.5 V，便于A/D芯片的采集及隨后的數據分析。為使采集到的模擬信號比較穩定，系統特意添加了電壓跟隨電路。

所述模數轉換電路選用了ADS8365芯片。該芯片能夠實現6路同時采樣，是一種高速、低功耗、同步采樣轉換器件，具有16位高速并行接口。每片ADS8365由3個轉換速率為250kS/s的ADC構成，每個ADC有2個模擬輸入通道，每個通道都帶有采樣保持器。3個ADC可組成3對模擬輸入，可對其中的輸入信號同時采樣保持，最大采樣吞吐率可高達5MHz。該芯片的輸出信號為16位二進制數字信號，分辨率可達1/(2¹⁶-1)。

本發明的有益效果是：電路采集到的信號不會發生失真，且信號經過調理、轉換后，相位偏差比較小且穩定。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的電源電路。

圖2是本發明的調理電路。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，電源電路采用兩個12 V的移動電源串聯構成24 V電壓作為能量供應裝置。3mA恒流源是為傳聲器提供能量供應。該傳聲器的正常工作需要提供3mA的恒流源，恒流源通過采用三端可調的電流源芯片LM134外接電阻實現的，其輸出電流的大小，可通過改變外接電阻的阻值進行調節，使用十分靈活方便。該芯片可通過外接二極管，與電阻搭配，使芯片的溫漂最小化，使得電流輸出相對穩定，這為后續的傳聲器進行信號采集提供了一個相對較好的環境，使采樣結果更加可靠。