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2．3 傳感器調(diào)理及放大電路
地震動(dòng)傳感器應(yīng)能探測(cè)到200m以內(nèi)的運(yùn)動(dòng)車輛及20m以內(nèi)人員腳步的信號(hào)，聲音傳感器則能感受到600m以內(nèi)的車輛噪聲。如此遠(yuǎn)距離條件下，由傳感器檢測(cè)得到的目標(biāo)信號(hào)很微弱，通常只有mV級(jí)。如此小的信號(hào)必須先經(jīng)過(guò)前置放大和預(yù)處理后才能進(jìn)行采集處理。另外，由于小型化的要求，信號(hào)放大處理電路功耗應(yīng)盡量小。設(shè)計(jì)一種低功耗、低噪聲、高增益放大電路，是本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。考慮到地震動(dòng)信號(hào)的頻率均為150 Hz以下，而車輛運(yùn)動(dòng)時(shí)的噪聲頻率在250Hz左右，所以在放大器的基礎(chǔ)上添加了低通濾波電路(如圖中C28、C38)以進(jìn)一步抑制環(huán)境噪聲。
OPA4336提供了4個(gè)獨(dú)立的放大器。系統(tǒng)放大電路由兩級(jí)組成：兩個(gè)對(duì)稱的同相放大器U6A和U6C構(gòu)成第一級(jí)，U6B為第二級(jí)差動(dòng)放大器，U6D是聲音放大器。傳感器的調(diào)理及放大電路如圖2所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/163471.htm
為了提高電路的抗共模干擾能力和抑制漂移的影響，在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中嚴(yán)格保證各級(jí)反饋電阻的平衡匹配。嚴(yán)格保證R6＝R15，R8=R13，R9=R14，R10=R12。整個(gè)放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)為：
兩級(jí)放大電路，既滿足電路穩(wěn)定性要求，又提供一定倍數(shù)的增益。
每一級(jí)放大電路都附加了一個(gè)一階低通濾波器以消除較高頻環(huán)境噪聲。選用合適的阻值容值，就可把信號(hào)限制在某一頻率范圍內(nèi)。此外，由于采用單電源模式，供電電壓為3．3V，因此需提供一偏置電壓將參考電平拉高1．6V，以保證信號(hào)的完整性；為了電源去耦，應(yīng)在電源引腳和印制線路板上與運(yùn)放參考端之間連接一個(gè)旁路電容。同時(shí)該電容在元器件布局時(shí)應(yīng)盡量靠近運(yùn)放電源引腳。圖中IN+和IN-分別接震動(dòng)傳感器的兩個(gè)引腳，VOICE接聲音傳感器，AIN0和AIN1分別接DSP的兩個(gè)A／D轉(zhuǎn)換接口。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)主要采用時(shí)域過(guò)零數(shù)分析、時(shí)域短時(shí)能量分析和頻譜相似性識(shí)別的方法將目標(biāo)區(qū)可能引起的激勵(lì)分為人員、輪式車輛、履帶車輛和沖擊性干擾四種屬性。下面分別介紹本系統(tǒng)的目標(biāo)識(shí)別方法。
評(píng)論