微弱信号高精度采集系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及信号检测技术领域，具体涉及一种微弱信号高精度采集系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的迅速发展，人们对信息的需求量日益增加，而信号在传输过程中容易混有噪声和干扰，如何从噪声中检测微弱信号越来越受到人们的重视，目前微弱信号检测在航天航空、生物医疗、电学、光学、工业生产等相关领域得到广泛应用。因此，对微弱信号的检测技术的发展，研究新型的高精度采集系统是目前微弱信号检测技术领域一大热点。
[0003]目前，微弱信号采集装置存在采集数据精度低、系统复杂、成本高等问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种设计简单、数据采集精度高、抗干扰能力强的微弱信号高精度采集系统。避免目前微弱信号采集系统存在的问题，特别是为解决数据采集精度低的问题，采用DSP控制信号的模数转换，利用串口传输信号到上位机，能够完成微弱信号的实时、高精度数据采集。
[0005]本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0006]—种微弱信号高精度采集系统，包括:前置调理模块、数据采集模块、数据控制传输模块及上位机；
[0007]所述前置调理模块包括仪用放大器和运算放大器，对输入的微弱信号进行前置放大和滤波；
[0008]所述数据采集模块是对经过前置调理模块的信号进行差分转换和模数转换，包括差分放大器和Α/D转换器，差分放大器对单端信号进行差分转换，使输出信号与模数转换信号的输入范围相匹配，并驱动Α/D转换器，然后通过Α/D转换器完成信号的模数转换；
[0009]所述数据控制传输模块包括一数字信号处理器(DSP)，所述数字信号处理器(DSP)内部设有异步串行通讯模块SCIA和驱动芯片MAX232，数字信号处理器用于控制A/D转换器的转换，然后通过数字信号处理器的异步串行通讯模块SCIA和驱动芯片MAX232实现采集数据的串口传输，上位机通过串口向采集系统发送命令，并通过串口接收采集数据。
[0010]所述上位机是通过软件编程实现串口通讯、命令控制、波形显示和数据保存等功能，上位机通过串口发送命令控制采集系统，接收采集系统的数据信息，并在上位机上显示采集系统的数据信息，以EXCEL文件的形式存储，实现数据信息的显示和存储。
[0011]本实用新型的有益效果是:
[0012]1、本实用新型采用仪用放大器和运算放大器对微弱信号进行放大和滤波，可以有效抑制噪声干扰，提高微弱信号的检测和采集。
[0013]2、本实用新型采用Α/D转换器进行模数转换，并采用DSP控制模数转换，可以实现微弱信号的数据高精度采集。
[0014]3、本实用新型具有高可靠性，系统简单，这也主要是因为数字处理器DSP和专用集成电路的使用，替代一些数字逻辑电路的使用，具有很好的稳定性。
[0015]4、本实用新型系统设计简单，抗干扰能力强，数据采集精度高；同时系统设计简单，极大地减小了成本。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型系统构成方框图；
[0017]图2为本实用新型前置调理模块电路图；
[0018]图3为本实用新型数据采集模块电路图；
[0019]图4为本实用新型数据控制传输模块电路图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0021]参见图1，一种微弱信号高精度采集系统，包括:前置调理模块、数据采集模块、数据控制传输模块及上位机；前置调理模块包括仪用放大器和运算放大器，对输入的微弱信号进行前置放大和滤波；数据采集模块是对经过前置调理模块的信号进行差分转换和模数转换，包括差分放大器和A/D转换器，差分放大器对单端信号进行差分转换，使输出信号与模数转换信号的输入范围相匹配，并驱动A/D转换器，然后通过A/D转换器完成信号的模数转换；数据控制传输模块包括一数字信号处理器(DSP)，用于控制A/D转换器的转换，然后通过数字信号处理器的异步串行通讯模块SCIA和驱动芯片MAX232实现采集数据的串口传输，通过串口传输采集数据到上位机。
[0022]如图2所示，前置调理模块中输入的微弱信号Vin+、Vin_直接接入仪用放大器INA114的输入端，在Vin+、Vin-上分别连接有电阻R1和电阻R2，其中电阻R1和电阻R2的一端并联后接地，为输入端设置返回路径，保证仪用放大器INA114的正常工作；RG为可调电阻，控制仪用放大器皿114的增益；仪用放大器皿114需要±5V的供电，为了供电的更加稳定，在电源输入端分别并联0.lyF的退偶电容C1、C2 ;为了获得良好的共模抑制比，REF端直接接地。经过仪用放大器INA114放大的微弱信号输出为Voutl，信号Voutl经电阻R3、R4直接接入运算放大器0P07的同相输入端，在电阻R3、R4之间并联电容C6，电容C6一端接地；运算放大器0P07的同相输入端直接接地；输出端经电阻R5、电容C3组成的RC网络反馈到反相输入端，构成截止频率为35KHz、放大倍数为1的巴特沃斯滤波器，运算放大器0P07也采用士 5V的供电方式，在电源输入端分别并联0.1 yF的退偶电容C4、C5 ;经过前置滤波的输出信号为Voutl。
[0023]仪用放大器采用BURR-BROWN公司的INA114，此产品尺寸小、精度高、价格低，是一种通用仪用放大器，它具有高共模干扰抑制比、低失调电压、温漂小的特点，使用一个外部电阻可设定1?10000之间的增益，适用于微弱信号的放大。运算放大器采用0P07来构成滤波电路，完成经过放大微弱信号的前置滤波，可以有效的抑制噪声干扰。仪用放大器INA114和运算放大器0P07构成了微弱信号的前置调理电路，实现