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1 設(shè)計任務(wù)及采用的器件
1．1 設(shè)計任務(wù)
(1)設(shè)計出小型化的TMS320VC5509A數(shù)字信號處理芯片作為TMS320VC5509A是一種高性能16位定點數(shù)字信號處理器，其資源可以完成震動和聲信號采樣和目標(biāo)識別功能。傳感器調(diào)理及放大電路的主要器件是美國TI公司生產(chǎn)的OPA4336。其他主要器件如下：
SDRAM(HY57V64 1 620ETP)、FLASH(Am29LV8OOD)、CPLD(EPM570T100C5N)、TL16C550C 。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
2．1 傳感器的選擇
2．1．1 震動傳感器。
選用小型化DX20動圈磁電式傳感器作為地震動信號傳感器。
2．1．2 聲音傳感器
選用733A01型聲音傳感器作為聲音動信號傳感器。
2．2 DSP小系統(tǒng)
DSP小系統(tǒng)的電源采用DC 5V和TLV1117－3．3及TLV1117－ADJ穩(wěn)壓芯片提供3．3V與1．6V兩種電壓，并用JTAG口硬件仿真并下載程序，SDRAM用于動態(tài)存儲采集到的數(shù)據(jù)，F(xiàn)LASH保存DSP運行程序，待復(fù)位后重新載入DSP內(nèi)部RAM中運行，CPLD負(fù)責(zé)外圍器件的選擇控制。DSP通過16根數(shù)據(jù)總線和14根地址總線通過CPLD與SDRAM、FLASH、串口進(jìn)行通信。DSP怍為系統(tǒng)的核心，完成信號采集、過零數(shù)分析、短時能量分析、動態(tài)時間規(guī)整算法(DTW)等處理過程。
2．3 傳感器調(diào)理及放大電路
地震動傳感器應(yīng)能探測到200m以內(nèi)的運動車輛及20m以內(nèi)人員腳步的信號，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，由傳感器檢測得到的目標(biāo)信號很微弱，通常只有mV級。如此小的信號必須先經(jīng)過前置放大和預(yù)處理后才能進(jìn)行采集處理。另外，由于小型化的要求，信號放大處理電路功耗應(yīng)盡量小。設(shè)計一種低功耗、低噪聲、高增益放大電路，是本系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一?？紤]到地震動信號的頻率均為150 Hz以下，而車輛運動時的噪聲頻率在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個獨立的放大器。系統(tǒng)放大電路由兩級組成：兩個對稱的同相放大器U6A和U6C構(gòu)成第一級，U6B為第二級差動放大器，U6D是聲音放大器。傳感器的調(diào)理及放大電路如圖2所示。
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