文档介绍：文档名称文档资源编号高精度ADG、:赖癸仲周汪石石期:日2015-05-01审核:赖癸仲周汪石石期:日2015-05-02文档版权声明本文档版权归华中科技大学电工电子科技创新中心网站所有,未经本网站授权不得向任何其它企业、网站、论坛或个人上传、拷贝或其它方式传播本文档内容。修订记录日期修订版本修改描述作者2015-05-01 : 丁周汪磊,赖癸仲2015-05-,赖癸仲目录目录方案设计 7总体方案选择 7数字滤波的选择 7理论分析与计算 8IIR滤波器的设计计算 8ADC、DAC的设计 9硬件电路设计 9输入调理电路的设计 9输出调理电路的设计 11软件功能设计 12IIR数字滤波器的设计 13系统测试与总结 131) 测试环境 132) 测试方案: 1452测试用例及结果 1453总结 15关键词:ADC,DAC,IIR滤波器,AGCi理摘要:本系统采用stm32F103单片机作为控制核心实现ADCDAC和IIR滤波器,通过矩阵键盘选择ADC采集到的信号经IIR滤波器或AGC处理后给DAC输出,或是直接输出信号测试DAC输出量程,每种处理方式通过LCD屏幕给出指示。测试表明本系统各功能均已达到或超出了题目要求。方案设计总体方案选择为了实现本系统,信号经调理信号经调理电路由ADC采集进入处理器,处理器可以选择使用IIR滤波器对信号进行处理,可以选择不处理,也可以做 DAC输出测试,最终数据由DAC和调理电路输出产生波形。系统总体框图如图一所示。D航输出测试图一系统整体框图【【R滤波器锯槪选择输小信号冏理输入信号调理由于基于stm32可以较为轻松地实现数字IIR滤波器,而我们目前正好有stm32f103,因而我们选用stm32f103为核心处理器进行软件设计。数字滤波的选择为了实现题目所给的滤波器幅频响应曲线,我们可以选择带通与带阻滤波器级联,这样子的设计代码量相对较少,较易实现,IIR滤波器采用级联结构在于其储存单元需要较少,教之并联型可以准确地实现滤波器的零、极点,便于调整滤波器的频率特性,且对系数的变化敏感度小,受有限字长的影响比直接型低,。而在滤波器的选型上本系统选择椭圆滤波器,因为椭圆滤波器与巴特沃斯滤波器,切比雪夫滤波器等滤波器类型相比,椭圆滤波器具有最佳的频率响应,下降幅度最快且所需阶数最少,这样可以使运算速度达到最快并且效果较好。理论分析与计算IIR滤波器的设计计算IIR数字滤波器是一种递归线性时不变因果系统,其差分方程可以写为N My(n)ay(ni) 0x(ni)i1 i0式中x表示输入系列,y表示输出序列。通过z变换得到传递函数MbziH(z)i0N1 aiZii1在线性非移变系统情况下,级联系统的总输入 -输出关系与子系统级联次序无关,故而y(n)部分与x(n)部分可以交换,我们可以得到采用级联的二阶形式的信号流图如图二图二IIR滤波器级联二阶形式信号流图ADC、DAC勺设计由于采用的stm32f103开发板板载12位的AD/DA故无需额外设计AD/DA转换电路,注意其采样速率设置为10KHZ与滤波器匹配,并定时读取AD采样值,处理写入DA即可。,主要为信号降幅,仪表放大器放大并给直流偏置以及滤波器滤波。输入信号可用电阻分压至初始的六分之一,对于仪表放大器而言,本系统采用的INA128放大倍数为50k为了方便起见取RG=50k,放大倍数为俩倍,则仪表放大器输出Vout 2Vin VRef,VRef为所加直流偏置,大小为单片机供压 ,故需要将输入的信号通过调理电路调理,由题目可知输入信号范围最大为土 5V(即最大10Vpp),信号频率最高500Hz,最低10Hz为了将其调理成所需的信号本作品采用低通滤波器将可能的高频信号过滤,利用仪表放大器的 Ref脚调整其直流偏置。本作品设定仪表放大器放大两倍,为了达到目的首先用电阻分压的方式将最高土 5V的信号源降低幅度,如图三所示,R110k7PF--IIVWPL二5VFREQ-500AC-5图三电阻分压电路之后进入滤波电路,通过 ,通过滤波器过滤后的信号再进入仪表放大器INA128,其电路图如图五所示VEERefjm128图五输入仪表放大电路Ref端的直流偏置电压同样通过对电源采用电