一种声探测网络节点信号采集电路的制作方法

本发明涉及一种声探测网络节点信号采集电路，适用于传感器领域。

背景技术：

噪声是物体在工作中产生的不可避免的副产品，被动声探测无线传感器网络就是利用目标的这一特征，实现对目标的探测、识别、定位以及追踪。无线传感器网络是由大量低成本且具有传感、数据处理和无线通信能力的传感器节点通过良组织方式形成的网络。它独立于基站或移动路由器等基础通信设施，通过分布式协议自组成网络。无线传感器网络由大量无线传感器节点互连而成，是传感器向微型化、智能化和无线通信化的延伸。根据传感器节点在使用中是否移动，可将无线传感器网络分为静态网络和动态网络，其中大多数是静态网络，在静态网络中，传感器节点被随机地或按一定要求布置在监1区域内，并根据用户的要求，可对温度、湿度、噪声、光强度、压力等环境参数进行测量，或者感知物体的运动速度和方向等。在动态网络中，传感器节点一般被安置在可移动的物体上，如车辆或被监测的动物，它将随物体的移动而移动，无线传感器网络中有一个特殊节点，称为汇聚节点，它是中心处理节点。该节点可向区域内的传感器节点发送数据采集命令，并接收和处理传感器节点传送来的数据。传感器网络的特点有:以数据为中心，节点数量大、密度高，节点有一定的故障率，节点在电池能量、计算能力和存储容量等方面有限制;网络的拓扑结构变化快。被动声探测无线传感器网络系统具有隐蔽性好、不受视线和能见度的限制、不易被干扰、探测范围不受限制等几大优点，目前正受到国内外军事界、工业界乃至学术界人士的广泛关注。

技术实现要素：

本发明提供一种声探测网络节点信号采集电路，电路采集到的信号不会发生失真，且信号经过调理、转换后，相位偏差比较小且稳定。

本发明所采用的技术方案是：声探测网络节点信号采集电路由电源模块电路、调理电路、模数转换电路组成。

所述电源电路采用两个12 V的移动电源串联构成24 V电压作为能量供应装置。3mA恒流源是为传声器提供能量供应。该传声器的正常工作需要提供3mA的恒流源，恒流源通过采用三端可调的电流源芯片LM134外接电阻实现的，其输出电流的大小，可通过改变外接电阻的阻值进行调节，使用十分灵活方便。该芯片可通过外接二极管，与电阻搭配，使芯片的温漂最小化，使得电流输出相对稳定，这为后续的传声器进行信号采集提供了一个相对较好的环境，使采样结果更加可靠。

所述调理电路包含了滤波、放大、偏置、信号跟随的基本功能键。信号采集主要分为信号调理和A/D转换两大部分。采集模块利用高精度的传声器接收节点周围的声音信号，并转换为模拟电信号；模拟电信号通过信号调理电路调理之后，传送给A/D转换芯片，转换为数字信号。为达到信号衰减最小、相位偏差最小而又不影响调理电路的基本功能要求，在设计中采用了较少的芯片，达到了最佳的效果。包含电压偏置作用，偏置电路是通过给集成运放的正向输人端(即信号输人端)串联电阻接人2. 5 V的直流电压实现的。接入2.5 V的直流电压使得输人为正负交错的交流信号整体偏置2.5 V，便于A/D芯片的采集及随后的数据分析。为使采集到的模拟信号比较稳定，系统特意添加了电压跟随电路。

所述模数转换电路选用了ADS8365芯片。该芯片能够实现6路同时采样，是一种高速、低功耗、同步采样转换器件，具有16位高速并行接口。每片ADS8365由3个转换速率为250kS/s的ADC构成，每个ADC有2个模拟输入通道，每个通道都带有采样保持器。3个ADC可组成3对模拟输入，可对其中的输入信号同时采样保持，最大采样吞吐率可高达5MHz。该芯片的输出信号为16位二进制数字信号，分辨率可达1/(2¹⁶-1)。

本发明的有益效果是：电路采集到的信号不会发生失真，且信号经过调理、转换后，相位偏差比较小且稳定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的电源电路。

图2是本发明的调理电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，电源电路采用两个12 V的移动电源串联构成24 V电压作为能量供应装置。3mA恒流源是为传声器提供能量供应。该传声器的正常工作需要提供3mA的恒流源，恒流源通过采用三端可调的电流源芯片LM134外接电阻实现的，其输出电流的大小，可通过改变外接电阻的阻值进行调节，使用十分灵活方便。该芯片可通过外接二极管，与电阻搭配，使芯片的温漂最小化，使得电流输出相对稳定，这为后续的传声器进行信号采集提供了一个相对较好的环境，使采样结果更加可靠。

如图2, 调理电路包含了滤波、放大、偏置、信号跟随的基本功能键。信号采集主要分为信号调理和A/D转换两大部分。采集模块利用高精度的传声器接收节点周围的声音信号，并转换为模拟电信号；模拟电信号通过信号调理电路调理之后，传送给A/D转换芯片，转换为数字信号。为达到信号衰减最小、相位偏差最小而又不影响调理电路的基本功能要求，在设计中采用了较少的芯片，达到了最佳的效果。包含电压偏置作用，偏置电路是通过给集成运放的正向输人端(即信号输人端)串联电阻接人2. 5 V的直流电压实现的。接入2.5 V的直流电压使得输人为正负交错的交流信号整体偏置2.5 V，便于A/D芯片的采集及随后的数据分析。为使采集到的模拟信号比较稳定，系统特意添加了电压跟随电路。

模数转换电路选用了ADS8365芯片。该芯片能够实现6路同时采样，是一种高速、低功耗、同步采样转换器件，具有16位高速并行接口。每片ADS8365由3个转换速率为250kS/s的ADC构成，每个ADC有2个模拟输入通道，每个通道都带有采样保持器。3个ADC可组成3对模拟输入，可对其中的输入信号同时采样保持，最大采样吞吐率可高达5MHz。该芯片的输出信号为16位二进制数字信号，分辨率可达1/(2¹⁶-1)。