基于AD7779的高精度微振动采集系统

发布时间：2021-10-24 08:27

　　针对道路、桥梁监测以及矿洞B爆破等工程中对微振动信号的监测需求,设计了一种以24 b高精度ADC—AD7779进行数字采样,以STM32F405为处理器制成测试节点系统,从而建立了无线通讯的高精度无线传感网络微振动信号采集系统,利用AD7779的可编程放大器功能及SINC3滤波功能实现对微弱振动的高精度采集,实现对幅值为100 μg的微振动信号的采集. 

【文章来源】：测试技术学报. 2019,33(05)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图１微振动采集系统总体图Ｆｉｇ．１Ｔｏｔａｌｍａｐｏｆｍｉｃｒｏ－ｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｌｌｅｃｔｓｙｓｔｅｍ

处理控制中心无线通讯，受控制中心统一控制，在需要查看数据时，各节点将自身存储的振动数据通过无线网桥上传至数据控制中心，实现对振动信号的提取与检测，通过不同位置的节点采集振动信号的特点，实现对区域的监测，采集系统如图１所示．通过系统的总体构成可以看到，负责采集微振动信号的部分为传感节点．图１微振动采集系统总体图Ｆｉｇ．１Ｔｏｔａｌｍａｐｏｆｍｉｃｒｏ－ｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｌｌｅｃｔｓｙｓｔｅｍ１．２传感节点设计传感节点的结构如图２所示．传感网络节点负责采集监控区域的振动波，将其转换为模拟电压进而通过外部ＡＤＣ转换为数字量进行存储以及上传，根据其功能将传感网络节点分为３部分：采集部分、数模转换部分以及无线通讯部分．图２传感节点结构框图Ｆｉｇ．２Ｓｅｎｓｏｒａｎｃｈｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉａｇｒａｍ要实现对振动波进行高精度的采集并进行合理分析需要从前两个部分即采集精度及转换精度０７３测试技术学报２０１９年第５期

小于３００Ｈｚ，因此将滤波器的滤波频率调整到３００Ｈｚ，在进行数字转换前的最后一个环节进行滤波，从而保证转换得到的数字量结果所含噪声量少，从而提高有效信号即微振动信号所占比例，保证对微振动的高精度采集．ＳＩＮＣ３滤波频率与ＡＤ７７７９的主时钟频率相关，ＡＤ７７７９的主时钟频率为８ＭＨｚ，而根据ＡＤ７７７９的数据手册，主时钟频率必须为ＳＩＮＣ３滤波器截止频率的整数倍，因此将截止频率设置为２００Ｈｚ，滤波器的频率响应如图４所示．图４ＡＤ７７７９内ＳＩＮＣ３滤波器频率响应图Ｆｉｇ．４ＡＤ７７７９’ｓＳＩＮＣ３ｆｉｌｔｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｓｐｏｎｓｅｇｒａｐｈ对相应寄存器进行设置，配置ＡＤ７７７９样本抽取率即可控制ＳＩＮＣ３的陷波频率，将滤波频率设置为２００Ｈｚ．３实验验证首先，通过电路优化并使用ＡＤ７７７９内部放大器及滤波器实现对信号的自适应放大和滤波的微振动进行直流信号的采集，并对采集结果的精度进行分析；随后，采集正弦信号以验证采集系统的采集频率的稳定性；最后，通过采集人走动引起的振动波验证系统能够采集微振动信号，实现预期功能．３．１数字采集精度测试实验首先验证ＳＩＮＣ３滤波及自适应放大效果，在使用自适应放大及ＳＩＮＣ３滤波前后分别对直流电压进行采集，为了保证采集的模拟信号的稳定性，使用信号发生器作为直流信号将输出与采集通道相连，并对采集结果进行数据处理，得到对数字采集系统电路改进前后的采集结果的均值与标准差，如表１所示．表１直流电压采集

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3454944