聲強(qiáng)測(cè)試系統(tǒng)中DSP和ADC的接口電路

2004年6月A版
　
摘   要：本文簡(jiǎn)述了TMS320C5409與MAX125之間的硬件接口設(shè)計(jì)和軟件編程方法及其在聲強(qiáng)測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：DSP；ADC；聲強(qiáng)測(cè)試

引言

　　隨著“綠色設(shè)計(jì)”的興起和人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)增強(qiáng)，噪聲控制已成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重大任務(wù)。而低噪產(chǎn)品設(shè)計(jì)很大程度上依賴(lài)于聲強(qiáng)測(cè)量。通過(guò)測(cè)量分析，可以了解產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲的原因，從而找到降低噪聲的有效途徑。過(guò)去的聲強(qiáng)測(cè)試系統(tǒng)中，一般基于單片機(jī)技術(shù)，數(shù)據(jù)處理能力差、可擴(kuò)展空間小，只能實(shí)現(xiàn)時(shí)域分析。近年來(lái)，隨著信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展，DSP在電子信息、儀器儀表等高科技領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。它具備特有的哈佛結(jié)構(gòu)、多級(jí)流水線、硬件乘法器等特征，所以運(yùn)算速度很快。如果將它運(yùn)用于聲強(qiáng) 測(cè)試系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)頻譜分析，提高測(cè)試的精度。而MAX125是內(nèi)部集成采樣保持電路和多路選通電路的ADC芯片，最多能實(shí)現(xiàn)4個(gè)通道的模擬信號(hào)同步采樣，非常適合多通道聲強(qiáng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

聲強(qiáng)測(cè)試系統(tǒng)中的ADC模塊

　　聲強(qiáng)測(cè)試中，噪聲信號(hào)的頻率為20Hz~20KHz,且要求系統(tǒng)進(jìn)行高精度多通道并行采樣。根據(jù)這方面的要求選擇MAXIM公司的MAX125。它是高速2x4通道同步采樣14位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器芯片，內(nèi)部集成采樣保持電路。在4通道工作模式下，ADC芯片最高可以支持76KHz的高速采樣。所以即使在4通道同時(shí)采樣的情況下，它也可以滿(mǎn)足聲強(qiáng)數(shù)據(jù)采集的要求。同時(shí)，模擬電路十分簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)、精度也高。

　　如表1所示，MAX125有8種通道轉(zhuǎn)換方式，并通過(guò)A0~A3引腳編程實(shí)現(xiàn)。上電時(shí)，芯片自動(dòng)選擇CH1A作為轉(zhuǎn)換通道。用戶(hù)可編程選擇CH1A-CH4A或CH1B-CH4B這兩組中的任何4個(gè)通道。

聲強(qiáng)測(cè)試系統(tǒng)中的DSP

　　聲強(qiáng)測(cè)試系統(tǒng)要進(jìn)行實(shí)時(shí)信號(hào)分析，要求有較高運(yùn)算速度，同時(shí)信號(hào)處理也需要較大緩存空間。在各種算法中，F(xiàn)FT變換是基礎(chǔ)，也最占時(shí)間，所以我們可用FFT驗(yàn)證DSP速度是否符合要求。在FFT變換中，N點(diǎn)復(fù)數(shù)做FFT變換約需要2N