一种基于LPC的次声信号模数转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于LPC的次声信号模数转换装置，采用32位的LPC2138微处理器，结合AD976高速16bitAD采样芯片，可实现500Hz以上的高速采集，相对于传统单片机采集频率在200Hz以下，能更好的还原次声波形，同时，利用LPC2138微处理器的高速处理能力，可将采集数据进行基本的滤波算法或压缩后再进行存储与传输，可节约存储与传输资源，提高系统总体效率，实现一种低成本、高效率以及高性能的次声信号模数转换装置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于LPC的次声信号模数转换装置
本技术涉及信号处理领域，具体涉及一种基于LPC的次声信号模数转换装置。
技术介绍
次声是指频率低于20Hz的声波，这种声波人耳无法听见，但自然界多种灾害发生时均会释放次声信号，如地震，泥石流，滑坡，岩层断裂等。通过专用的次声传感器，可将大自然中的次声信号转换为连续的模拟电信号，再利用模数转换设备将模拟电信号转换为数字信号，基于对数字信号的分析可实现对次声信号的特征研究，以便开展进一步防灾工作等。现有技术采用传统单片机实现转换方案，由于性能较弱，基本上只能以较低的采样率从A/D芯片中读取数据后进行存储或传输，若想进行高速转换采集，并在采集端获取模数转换后的数据进行处理后再存储或实时传输，传统单片机性能无法满足要求，若采用性能高的处理器，则成本极高。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本技术提供的一种基于LPC的次声信号模数转换装置解决了现有技术采用传统单片机或采用性能高的处理器实现转换方案，无法同时满足性能高和成本低的问题。为了达到上述专利技术目的，本技术采用的技术方案为：一种基于LPC的次声信号模数转换装置，包括：次声传感器、电平转换模块、AD采样模块和微控制器；所述电平转换模块与次声传感器连接；所述AD采样模块分别与次声传感器和微控制器连接。进一步地：次声传感器采用CASI-MPA电容式次声传感器，其外围接口包括：正电平接口LCLIN+、负电平接口LCLOUT-、信号输出接口SIGIN和信号地SIGGND；<br>所述次声传感器的信号地SIGGND与模拟地连接。进一步地：电平转换模块包括：电平转换器U2、二极管D1、电容C5和电容C6；所述电平转换器U2的V+端作为电平转换模块的LCLIN+端；所述电平转换模块的LCLIN+端与次声传感器的正电平接口LCLIN+连接，并与外部3.3V电源连接；所述电平转换器U2的C1+端与电容C5的正极连接，其C1-端与电容的负极连接，其GND端与模拟地连接，其OUT端与二极管D1的负极连接，其LV端与模拟地连接；所述二极管D1的正极与电容C6的负极连接，并作为电平转换模块的LCLOUT-端；所述电平转换模块的LCLOUT-端与次声传感器的负电平接口LCLOUT-连接；所述电容C6的正极与模拟地连接。进一步地：AD采样模块包括：AD采样芯片U1、电阻R1、电阻R4、二极管D2、电容C3、电容C4、电感L1、电容C1、电容C2、电阻R2、电阻R3、电容C7和电容C8；所述AD采样芯片U1的VIN端分别与电阻R2的一端和电阻R3的一端连接，其AGND1端与模拟地连接，其REF端与电容C7的正极连接，其CAP端分别以电容C8的正极和电阻R3的一端连接，其AGND2端与模拟地连接，其DGND端与数字地连接，其VDIG端分别与电容C2的正极、电容C1的一端、电阻R1的一端和电阻R4的一端连接，其VANA端分别与电阻R1的另一端、电容C3的一端和电容C4的正极连接，并将VANA端作为AD采样模块的DVCC端；所述电容C7的负极和电容C8的负极均与模拟地连接；所述电容C4的负极和电容C3的另一端与模拟地连接；所述电感L1的一端与模拟地连接，其另一端与数字地连接；所述电容C2的负极和电容C1的另一端与数字地连接；所述电阻R4的另一端和二极管D2的正极连接；所述二极管D2的负极与数字地连接；所述电阻R2的另一端作为AD采样模块的SIGIN端；所述AD采样模块的SIGIN端与次声传感器的信号输出接口SIGIN连接；所述AD采样模块的DVCC端与外部+5V电源连接。上述进一步方案的有益效果为：电感L1将数字地和模拟地进行隔离，防止数字信号带有的大量谐波干扰到模拟信号的波形，提高AD采样模块的采集精度。进一步地：微控制器的型号为LPC2138，所述微控制器的P0.21引脚与AD采样芯片U1的端连接，其P0.22引脚与AD采样芯片U1的端连接，其P0.23引脚与AD采样芯片U1的端连接，其P1.19引脚与AD采样芯片U1的BYTE端连接，其P0.0引脚与AD采样芯片U1的D0端连接，其P0.1引脚与AD采样芯片U1的D1端连接，其P0.2引脚与AD采样芯片U1的D2端连接，其P0.3引脚与AD采样芯片U1的D3端连接，其P0.4引脚与AD采样芯片U1的D4端连接，其P0.5引脚与AD采样芯片U1的D5端连接，其P0.6引脚与AD采样芯片U1的D6端连接，其P0.7引脚与AD采样芯片U1的D7端连接。进一步地：电平转换模块的电平转换器的型号为ICL7660。进一步地：AD采样模块的AD采样芯片的型号为AD976。本技术的有益效果为：一种基于LPC的次声信号模数转换装置采用32位的LPC2138微处理器，结合AD976高速16bitAD采样芯片，可实现500Hz以上的高速采集，相对于传统单片机采集频率在200Hz以下，能更好的还原次声波形，同时，利用LPC2138微处理器的高速处理能力，可将采集数据进行基本的滤波算法或压缩后再进行存储与传输，可节约存储与传输资源，提高系统总体效率，实现一种低成本、高效率以及高性能的次声信号模数转换装置。附图说明图1为一种基于LPC的次声信号模数转换装置的电路图。具体实施方式下面对本技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本技术，但应该清楚，本技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1所示，一种基于LPC的次声信号模数转换装置，包括：次声传感器、电平转换模块、AD采样模块和微控制器；所述电平转换模块与次声传感器连接；所述AD采样模块分别与次声传感器和微控制器连接。次声传感器采用CASI-MPA电容式次声传感器，其外围接口包括：正电平接口LCLIN+、负电平接口LCLOUT-、信号输出接口SIGIN和信号地SIGGND；所述次声传感器的信号地SIGGND与模拟地连接。电平转换模块包括：电平转换器U2、二极管D1、电容C5和电容C6；所述电平转换器U2的V+端作为电平转换模块的LCLIN+端；所述电平转换模块的LCLIN+端与次声传感器的正电平接口LCLIN+连接，并与外部3.3V电源连接；所述电平转换器U2的C1+端与电容C5的正极连接，其C1-端与电容的负极连接，其GND端与模拟地连接，其OUT端与二极管D1的负极连接，其LV端与模拟地连接；所述二极管D1的正极与电容C6的负极连接，并作为电平转换模块的LCLOUT-端；所述电平转换模块的LCLOUT-端与次声传感器的负电平接口LCLO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于LPC的次声信号模数转换装置，其特征在于，包括：次声传感器、电平转换模块、AD采样模块和微控制器；/n所述电平转换模块与次声传感器连接；/n所述AD采样模块分别与次声传感器和微控制器连接；/n所述次声传感器采用CASI-MPA电容式次声传感器，其外围接口包括：正电平接口LCLIN+、负电平接口LCLOUT-、信号输出接口SIGIN和信号地SIGGND；/n所述次声传感器的信号地SIGGND与模拟地连接；/n所述AD采样模块包括：AD采样芯片U1、电阻R1、电阻R4、二极管D2、电容C3、电容C4、电感L1、电容C1、电容C2、电阻R2、电阻R3、电容C7和电容C8；/n所述AD采样芯片U1的VIN端分别与电阻R2的一端和电阻R3的一端连接，其AGND1端与模拟地连接，其REF端与电容C7的正极连接，其CAP端分别以电容C8的正极和电阻R3的一端连接，其AGND2端与模拟地连接，其DGND端与数字地连接，其VDIG端分别与电容C2的正极、电容C1的一端、电阻R1的一端和电阻R4的一端连接，其VANA端分别与电阻R1的另一端、电容C3的一端和电容C4的正极连接，并将VANA端作为AD采样模块的DVCC端；/n所述电容C7的负极和电容C8的负极均与模拟地连接；/n所述电容C4的负极和电容C3的另一端与模拟地连接；/n所述电感L1的一端与模拟地连接，其另一端与数字地连接；/n所述电容C2的负极和电容C1的另一端与数字地连接；/n所述电阻R4的另一端和二极管D2的正极连接；/n所述二极管D2的负极与数字地连接；/n所述电阻R2的另一端作为AD采样模块的SIGIN端；/n所述AD采样模块的SIGIN端与次声传感器的信号输出接口SIGIN连接；/n所述AD采样模块的DVCC端与外部+5V电源连接；/n所述微控制器的型号为LPC2138；/n所述微控制器的P0.21引脚与AD采样芯片U1的...

【技术特征摘要】
1.一种基于LPC的次声信号模数转换装置，其特征在于，包括：次声传感器、电平转换模块、AD采样模块和微控制器；
所述电平转换模块与次声传感器连接；
所述AD采样模块分别与次声传感器和微控制器连接；
所述次声传感器采用CASI-MPA电容式次声传感器，其外围接口包括：正电平接口LCLIN+、负电平接口LCLOUT-、信号输出接口SIGIN和信号地SIGGND；
所述次声传感器的信号地SIGGND与模拟地连接；
所述AD采样模块包括：AD采样芯片U1、电阻R1、电阻R4、二极管D2、电容C3、电容C4、电感L1、电容C1、电容C2、电阻R2、电阻R3、电容C7和电容C8；
所述AD采样芯片U1的VIN端分别与电阻R2的一端和电阻R3的一端连接，其AGND1端与模拟地连接，其REF端与电容C7的正极连接，其CAP端分别以电容C8的正极和电阻R3的一端连接，其AGND2端与模拟地连接，其DGND端与数字地连接，其VDIG端分别与电容C2的正极、电容C1的一端、电阻R1的一端和电阻R4的一端连接，其VANA端分别与电阻R1的另一端、电容C3的一端和电容C4的正极连接，并将VANA端作为AD采样模块的DVCC端；
所述电容C7的负极和电容C8的负极均与模拟地连接；
所述电容C4的负极和电容C3的另一端与模拟地连接；
所述电感L1的一端与模拟地连接，其另一端与数字地连接；
所述电容C2的负极和电容C1的另一端与数字地连接；
所述电阻R4的另一端和二极管D2的正极连接；
所述二极管D2的负极与数字地连接；
所述电阻R2的另一端作为AD采样模块的SIGIN端；
所述AD采样模块的SIGIN端与次声传感器的信号输出接口SIGIN...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷小鹏，刘敦龙，罗俊松，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：新型
国别省市：四川;51