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hz以上的信號整形效果較好。為實現(xiàn)1 hz到10 mhz信號的頻率測量,該系統(tǒng)以1為0.01~5 v的信號,應(yīng)將其經(jīng)峰值檢波、a/d轉(zhuǎn)換后選擇模擬開關(guān)通道進行程控放大,經(jīng)整形后測量,最后將測量結(jié)果送入顯示模塊圖1為該系統(tǒng)整體框圖。 3.1 程控放大電路 程控放大分為3段,對0.01~50 mv的小信號放大100倍,50 mv~1 v的小信號放大10倍,1~5 v的信號不放大。選用8路模擬開關(guān)max308,為了采集與實現(xiàn)毫伏級信號,必須使用寬帶放大電路進行放大,故采用ti公司的opa637寬帶運放實現(xiàn) gain=11及gain=120的放大。圖2為opa637增益為11倍的放大電路,增益為120的放大電路用2級opa637級聯(lián)即可實現(xiàn)。 3.2 過零比較電路 輸入信號送入lm311進行滯回比較,可較好消除邊緣毛刺,實現(xiàn)低頻信號整形。 tl3116是高頻比較器,輸入信號送入tl3116滯回比較,獲得較為理想的高頻方波整形信號。故測頻時分兩段設(shè)計整形電路,整形電路將輸入的周期信號整形成同頻的方波輸入fpga進行測頻。圖3為lm311滯回比較電路,tl3116外同電
及其外圍電路的設(shè)計 該系統(tǒng)使用的傳感器為hs系列一氧化碳電化學(xué)氣體傳感器,以定電位電解為基本原理。當一氧化碳擴散到氣體傳感器時,其輸出端產(chǎn)生電流輸出,起著將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的作用。當一氧化碳氣體濃度發(fā)生變化時,氣體傳感器的輸出電流也隨之成正比變化。 傳感器測定范圍:0-1000ppm 輸出電流:4010na/ppm 工作氣壓:1atm 10% 將電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號是引入一個電阻r1,將0~40ma的電流信號轉(zhuǎn)換為0~4v的電壓信號,然后進行放大濾波。圖中opa637接成電壓跟隨方式,它的輸入阻抗很高,可以減少對r1的分流作用。op07接成運放電路,可以通過調(diào)節(jié)rf的大小來改變運放的閉環(huán)增益,以調(diào)節(jié)為適應(yīng)于a/d的電壓輸入范圍。 pic16f87x的特性 pic16f87x是微芯(microchip)公司于1998年年底推出的產(chǎn)品,采用哈佛總線結(jié)構(gòu),指令單字節(jié)化,尋址方式簡單,精簡指令 集(risc)技術(shù),僅有35條指令。它運行速度快,功耗低,驅(qū)動能力強,具備有usart模塊和mssp模塊,程序保密性強,目前尚無其他辦法對其直接進行解密拷貝。
mhz晶振(精度高達10-8),對系統(tǒng)高精度測頻非常有利。又利用cpld的高速、低噪特性,在處理小幅度模擬信號時,也降低了難度,減少對外圍器件的干擾。 2 多路程控精密放大整形 測頻時,輸入信號,可以是三角波、正弦波或方波等周期性波形,頻率范圍為0.1 hz~10 mhz,幅度在10 mv~5 v之間,處理這樣的信號就要折衷考慮。 2.1 多路精密程控放大 小信號的處理至關(guān)重要,它很容易受到外界噪聲的影響,會影響到測頻的精度。這里經(jīng)過對高性能的運放選擇,選取ti公司生產(chǎn)的opa637,它是一款difet型高速精密運放,具有高共模抑制比、極低噪聲,處理小信號非常合適。電路處理也要非常注意,運放的電源要經(jīng)過充分去耦才能獲得穩(wěn)定的效果,而數(shù)字電路必須與模擬電路分開走線,分開供電。在處理噪聲干擾的地線時,需要用到磁珠隔離等技術(shù),這樣小信號放大才有保障。 處理不同范圍段的信號時,需要得到一個合適的信號處理范圍,一路信號放大顯然是不夠的。需要考慮到采用多路程控放大,這里選擇用模擬開關(guān)配合峰值檢波器進行通道選擇,現(xiàn)給出各通道放大倍數(shù)選擇,如表1所示。 各通道信號放大時
。 由于△φs(t)的幅度很小,且φn(t)≈0,則有: 以υ3(t)作為解調(diào)的輸出結(jié)果。根據(jù)光纖的應(yīng)變效應(yīng)和光彈效應(yīng),引起光纖長度變化的加速度信號與△φs(t)成正比,從而通過分析解調(diào)輸出υ3(t),可以獲取外界加速度信息。 3 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計主要包含兩部分:基于ptac算法的解調(diào)電路設(shè)計;以單片機為核心的智能控制單元和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計。 3.1 解調(diào)電路設(shè)計 根據(jù)圖2,解調(diào)電路的設(shè)計主要分為以下幾部分: (1) 前置放大電路:選用opa637集成運放(它具有開環(huán)增益高、輸入偏置電流小、失調(diào)電壓低、輸入阻抗大等優(yōu)點)連接成直流并聯(lián)負反饋電流放大電路的形式,把pin輸出的微安數(shù)量級的電流轉(zhuǎn)換為伏級的電壓。反饋電阻取值為1mω。(2) 乘法電路:要求乘法電路具有無直流漂移、低誤差、低噪聲的特點。選用ad534作為基本器件,使用ad534的x1作為信號的輸入,y1作為本地振蕩信號的輸入。x2、y2、z2分別作為信號、振蕩信號、輸出的直流偏移調(diào)整,z1用作反饋信號以起到穩(wěn)定輸出的功能。 (3) 帶通濾波器和低通濾波器1的設(shè)計:使用max27
產(chǎn)品型號:OPA637AP
通道數(shù):1
關(guān)斷功能:No
工作電壓Max. (V):36
工作電壓Min. (V):9
每通道IQ(典型值)(mA):7.500
帶寬GBW(典型值)(MHz):80
轉(zhuǎn)換速率(典型值)(V/us):135
輸入失調(diào)電壓(25℃)(Max.)(mV):0.100
失調(diào)漂移(...
非常低噪聲:在10kHz時為4.5ns/√HZ;快速建立時間:450ns(達0.01%);低VOS:100μV(最大值);低漂移:0.8μV/℃(最大值);低IB:5pA(最大值);穩(wěn)定增益≥5
。 由于△φs(t)的幅度很小,且φn(t)≈0,則有: 以υ3(t)作為解調(diào)的輸出結(jié)果。根據(jù)光纖的應(yīng)變效應(yīng)和光彈效應(yīng),引起光纖長度變化的加速度信號與△φs(t)成正比,從而通過分析解調(diào)輸出υ3(t),可以獲取外界加速度信息。 3 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件設(shè)計主要包含兩部分:基于ptac算法的解調(diào)電路設(shè)計;以單片機為核心的智能控制單元和網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計。 3.1 解調(diào)電路設(shè)計 根據(jù)圖2,解調(diào)電路的設(shè)計主要分為以下幾部分: (1) 前置放大電路:選用opa637集成運放(它具有開環(huán)增益高、輸入偏置電流小、失調(diào)電壓低、輸入阻抗大等優(yōu)點)連接成直流并聯(lián)負反饋電流放大電路的形式,把pin輸出的微安數(shù)量級的電流轉(zhuǎn)換為伏級的電壓。反饋電阻取值為1mω。(2) 乘法電路:要求乘法電路具有無直流漂移、低誤差、低噪聲的特點。選用ad534作為基本器件,使用ad534的x1作為信號的輸入,y1作為本地振蕩信號的輸入。x2、y2、z2分別作為信號、振蕩信號、輸出的直流偏移調(diào)整,z1用作反饋信號以起到穩(wěn)定輸出的功能。 (3) 帶通濾波器和低通濾波器1的設(shè)計:使用max27
手冊上說可以呀我用的是opa637,請問大家用過嗎?買來的時候我看過,不象是舊片子啊,可是這么好的片子怎么可能有振蕩呢?
回樓上運放是很久以前拿回來的樣片,opa637,貌似是10多刀的。