一种振动基频采集系统的制作方法

1.本发明涉及信号采集技术领域，尤其涉及一种振动基频采集系统。


背景技术：

2.在建筑物的检测中，物体振动作为一个参考因素，会对建筑物造成一定程度的影响，振动因素主要用于机械振动、港口机械、桥梁建筑、轨道交通等从建设到运营整个阶段的安全状态监测。针对物体振动，如桥梁、建筑物、轨道等发生振动时，需要测量该物体的位移、速度、加速度，以实现对动态信号进行时域和频域的分析。目前，由于实际的物体的振动情况较小，难以获取准确的振动信息。可见，现有的物体振动的检测方式的检测精度较低。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种振动基频采集系统，以解决现有的物体振动的检测方式的检测精度较低的问题。
4.为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：本发明提供一种振动基频采集系统，包括：主控mcu、滤波选频电路、信号可控增益电路、差分放大器和模数转换模块，所述滤波选频电路的输出端与所述信号可控增益电路的输出端连接，所述信号可控增益电路的输出端与所述差分放大器的输入端连接，所述差分放大器的输出端与所述模数转换模块的输入端连接，所述模数转换模块的输出端与所述主控mcu连接，所述主控mcu还与所述信号可控增益电路连接。
5.可选地，所述滤波选频电路包括芯片j1、电容c5、电阻r1、电阻r45、电容c6、电阻r42、电阻r41、放大芯片u11b、和二极管d5；所述芯片j1的第2个引脚与所述芯片j1的第3个引脚、地4个引脚和第5个引脚均接地，所述芯片j1的地1个引脚与所述电容c5的第一端连接，所述电容c5的第二端与所述电阻r1的第一端连接，所述电阻r1的第二端与所述电容c6的第一端连接，所述电阻r1的第二端与所述电阻r45的第二端连接，所述电阻r45的第一端与所述信号可控增益电路连接，所述电容c6的第二端接地，所述电阻r1的第二端还与所述电阻r42的第一端连接，所述电阻r42的第二端与所述电阻r41的第一端连接，且所述电阻r42的第二端还与二极管d5连接，所述电阻r41的第二端与放大芯片u11b的正输入端连接，所述放大芯片u11b的负输入端与所述信号可控增益电路连接，所述二极管d5内部集成有两个二极管，分别为第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的负极接电源，所述第一二极管的正极与所述电阻r42的第二端连接，且所述第一二极管的正极还与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极接地。
6.可选地，所述信号可控增益电路包括mos管、电阻r35、电阻r36、电阻r37、电阻r38和电容c45；所述电容c45的第一端与所述mos管的第8个引脚连接，所述电容c45的第二端接地，所述mos管的第1个引脚与所述电阻r35的第二端连接，所述电阻r35的第一端与所述放
大芯片u11b连接，所述电阻r35的第二端还与所述电阻r36的第一端连接，所述电阻r36的第二端与所述mos管的第2个引脚连接，且所述电阻r36的第二端还与所述电阻r37的第一端连接，所述电阻r37的第二端与所述mos管的第3个引脚连接，且所述电阻r37的第二端还与所述电阻r38的第一端连接，所述电阻r38的第二端与所述滤波选频电路连接，所述mos管的第4个引脚接地。
7.可选地，所述差分放大器包括芯片u8、电阻r12、电阻r16、电阻r17、电容c29、电容c34、电阻r24、电阻r25、电阻r30、电容c29、电容c41、电容c44；所述电阻r12的第一端与所述电阻r16的第一端连接，所述电阻r12的第二端与所述电容c29的第一端连接，所述电容c29的第二端与所述电阻r16的第二端连接，且所述电阻r12的第二端还与芯片u8的第5个引脚连接，所述电容c29的第二端还与所述芯片u8的第8个引脚连接，所述芯片u8的第6个引脚接地，第7个引脚与正5伏电源连接，所述电阻r16的第二端还与电阻r17的第一端连接，所述电阻r17的第二端与所述信号可控增益电路连接，所述电阻r16的第一端还与所述电容c34的第一端连接，所述电容c34的第二端与所述电阻r24的第一端和电阻r30的第一端连接，所述电阻r24的第二端与电阻r25的第一端和电容c39的第一端连接，且所述电阻r24的第二端还与芯片u8的第1个引脚连接，所述电阻r25的第二端与所述信号可控增益电路连接，所述电阻r30的第二端与所述电容c39的第二端连接，所述芯片u8的第2个引脚与所述信号可控增益电路连接，所述电容c41的第一端与所述芯片u8的第3个引脚连接，所述电容c41的第二端接地，所述电容c44的第一端与所述芯片u8的第3个引脚和正5伏电源连接，所述电容c44的第二端接地。
8.有益效果：本发明提供的振动基频采集系统，包括：主控mcu、滤波选频电路、信号可控增益电路、差分放大器和模数转换模块，所述滤波选频电路的输出端与所述信号可控增益电路的输出端连接，所述信号可控增益电路的输出端与所述差分放大器的输入端连接，所述差分放大器的输出端与所述模数转换模块的输入端连接，所述模数转换模块的输出端与所述主控mcu连接，所述主控mcu还与所述信号可控增益电路连接。这样，通过设计的滤波选频电路、信号可控增益电路和差分放大器，可以提高检测物体振动的检测精度。
附图说明
9.图1为本发明优选实施例的一种振动基频采集系统的结构图；图2为本发明优选实施例的滤波选频电路的电路图；图3为本发明优选实施例的信号可控增益电路的电路图；图4为本发明优选实施例的差分放大器的电路图；图5为本发明优选实施例的数模转换器的电路图。
具体实施方式
10.下面对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
11.请参见图1，本技术实施例提供一种振动基频采集系统，包括：主控mcu、滤波选频
电路、信号可控增益电路、差分放大器和模数转换模块，所述滤波选频电路的输出端与所述信号可控增益电路的输出端连接，所述信号可控增益电路的输出端与所述差分放大器的输入端连接，所述差分放大器的输出端与所述模数转换模块的输入端连接，所述模数转换模块的输出端与所述主控mcu连接，所述主控mcu还与所述信号可控增益电路连接。
12.上述的振动基频采集系统，通过设计的滤波选频电路、信号可控增益电路和差分放大器，可以提高检测物体振动的检测精度。
13.可选地，如图2所示，所述滤波选频电路包括芯片j1、电容c5、电阻r1、电阻r45、电容c6、电阻r42、电阻r41、放大芯片u11b、和二极管d5；所述芯片j1的第2个引脚与所述芯片j1的第3个引脚、地4个引脚和第5个引脚均接地，所述芯片j1的地1个引脚与所述电容c5的第一端连接，所述电容c5的第二端与所述电阻r1的第一端连接，所述电阻r1的第二端与所述电容c6的第一端连接，所述电阻r1的第二端与所述电阻r45的第二端连接，所述电阻r45的第一端与所述信号可控增益电路连接，所述电容c6的第二端接地，所述电阻r1的第二端还与所述电阻r42的第一端连接，所述电阻r42的第二端与所述电阻r41的第一端连接，且所述电阻r42的第二端还与二极管d5连接，所述电阻r41的第二端与放大芯片u11b的正输入端连接，所述放大芯片u11b的负输入端与所述信号可控增益电路连接，所述二极管d5内部集成有两个二极管，分别为第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的负极接电源，所述第一二极管的正极与所述电阻r42的第二端连接，且所述第一二极管的正极还与所述第二二极管的负极连接，所述第二二极管的正极接地。
14.在本可选的实施方式中，通过调整r1和c6的参数，从而确定通过前端进入后续电路的频率范围；实现低通滤波的效果。
15.可选地，如图3所示，所述信号可控增益电路包括mos管、电阻r35、电阻r36、电阻r37、电阻r38和电容c45；所述电容c45的第一端与所述mos管的第8个引脚连接，所述电容c45的第二端接地，所述mos管的第1个引脚与所述电阻r35的第二端连接，所述电阻r35的第一端与所述放大芯片u11b连接，所述电阻r35的第二端还与所述电阻r36的第一端连接，所述电阻r36的第二端与所述mos管的第2个引脚连接，且所述电阻r36的第二端还与所述电阻r37的第一端连接，所述电阻r37的第二端与所述mos管的第3个引脚连接，且所述电阻r37的第二端还与所述电阻r38的第一端连接，所述电阻r38的第二端与所述滤波选频电路连接，所述mos管的第4个引脚接地。
16.本实施例中，通过mcu控制接入运放电路的反馈电阻的大小不同，从而改变运放的不同增益，从而实现小信号高增益，大信号低增益的效果，使我们获得的信号更准确。
17.可选地，如图4所示，所述差分放大器包括芯片u8、电阻r12、电阻r16、电阻r17、电容c29、电容c34、电阻r24、电阻r25、电阻r30、电容c29、电容c41、电容c44；所述电阻r12的第一端与所述电阻r16的第一端连接，所述电阻r12的第二端与所述电容c29的第一端连接，所述电容c29的第二端与所述电阻r16的第二端连接，且所述电阻r12的第二端还与芯片u8的第5个引脚连接，所述电容c29的第二端还与所述芯片u8的第8个引脚连接，所述芯片u8的第6个引脚接地，第7个引脚与正5伏电源连接，所述电阻r16的第二端还与电阻r17的第一端连接，所述电阻r17的第二端与所述信号可控增益电路连接，所述
电阻r16的第一端还与所述电容c34的第一端连接，所述电容c34的第二端与所述电阻r24的第一端和电阻r30的第一端连接，所述电阻r24的第二端与电阻r25的第一端和电容c39的第一端连接，且所述电阻r24的第二端还与芯片u8的第1个引脚连接，所述电阻r25的第二端与所述信号可控增益电路连接，所述电阻r30的第二端与所述电容c39的第二端连接，所述芯片u8的第2个引脚与所述信号可控增益电路连接，所述电容c41的第一端与所述芯片u8的第3个引脚连接，所述电容c41的第二端接地，所述电容c44的第一端与所述芯片u8的第3个引脚和正5伏电源连接，所述电容c44的第二端接地。
18.在本可选的实施方式中，芯片u8可以采用ths4521idgkr信号的芯片，差分输入差分输出，通过r16、r17、r24、r25来调整放大位数。可以降低功率，可以实现负轨输入，轨到轨输出，达到实现全差动放大器的放大目的。
19.如图5所示，上述的振动基频采集系统还包括模数转换器，在本实施例中，数模转换器dac7512e通过spi与主控相连，将一定的数字量转化为模拟量输送到精密电压-电流转换器，可得到所需的恒流源，精度高、温漂小；curr-s接振动传感器，即可给传感器一个恒流激励源。
20.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。