无人值守地面传感器系统设计

作者：时间：2009-11-23来源：网络收藏

2．3 传感器调理及放大电路
地震动传感器应能探测到200m以内的运动车辆及20m以内人员脚步的信号，声音传感器则能感受到600m以内的车辆噪声。如此远距离条件下，由传感器检测得到的目标信号很微弱，通常只有mV级。如此小的信号必须先经过前置放大和预处理后才能进行采集处理。另外，由于小型化的要求，信号放大处理电路功耗应尽量小。设计一种低功耗、低噪声、高增益放大电路，是本系统的关键技术之一。考虑到地震动信号的频率均为150 Hz以下，而车辆运动时的噪声频率在250Hz左右，所以在放大器的基础上添加了低通滤波电路(如图中C28、C38)以进一步抑制环境噪声。
OPA4336提供了4个独立的放大器。系统放大电路由两级组成：两个对称的同相放大器U6A和U6C构成第一级，U6B为第二级差动放大器，U6D是声音放大器。传感器的调理及放大电路如图2所示。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/163471.htm

为了提高电路的抗共模干扰能力和抑制漂移的影响，在电路设计过程中严格保证各级反馈电阻的平衡匹配。严格保证R6＝R15，R8=R13，R9=R14，R10=R12。整个放大器的闭环放大倍数为：

两级放大电路，既满足电路稳定性要求，又提供一定倍数的增益。
每一级放大电路都附加了一个一阶低通滤波器以消除较高频环境噪声。选用合适的阻值容值，就可把信号限制在某一频率范围内。此外，由于采用单电源模式，供电电压为3．3V，因此需提供一偏置电压将参考电平拉高1．6V，以保证信号的完整性；为了电源去耦，应在电源引脚和印制线路板上与运放参考端之间连接一个旁路电容。同时该电容在元器件布局时应尽量靠近运放电源引脚。图中IN+和IN-分别接震动传感器的两个引脚，VOICE接声音传感器，AIN0和AIN1分别接DSP的两个A／D转换接口。