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ADXL337三轴加速度计的信号采集与处理

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      上图是ADXL337三轴加速度计的功能框图,三轴敏感装置的输出信号是一个电压信号经过交流放大器放大后,输入到解调器中进行检波,取出需要的信号,再行输出放大,经由一个32K欧的电阻输出,用户可通过电容Cx或Cy或Cz选择加速度计的输出带宽。VS = 3 V 下输出敏感度为270~330mV/g,用户可根据应用的实际情况选择带宽,X和Y 轴的带宽范围为0.5 Hz到1600 Hz,Z 轴的带宽范围是0.5 Hz 到550 Hz。

       同时,为满足某些情况下的低功耗要求,输入电压可以取1.8 V 到3.6 V。但是设计中也应该注意,低电压会降低动态功耗,但却会增加门延迟。

      由于测量范围是±3g且此加速度计是比例式的,所以加速度是为0g时输出电压是VS/2,其中VS是电源电压。如果将加速度计匀速转一圈,那么它的一个非旋转轴的输出理论上应该如下图所示。注意加速度为0时电压输出是VS/2,在我们这个电路里,取VS=3V。

      v/ F 转换过程是对输入信号不断积分的过程,因此能对噪声和变化的输入信号进行平缓滤波。经V/F变换,信号被处理成频率在一定范围内变化的正弦波信号,这时就可以对信号进行频谱分析。V/ F 转换可采用ADI的AD652 ,它是一种高性能同步V/ F 转换器, 最大满量程输出频率为2 MHz。因采用外部时钟设定满量称频率, 使AD652 在线性度和稳定性方面远远优于其他的V/ F 转换器。且AD652 输出与外部时钟同步,所以容易与计数器、微处理器等连接使用, 尤其适用于多通道系统, 可消除多个非同步频率源的干扰问题。

     在频率信号的基础上,我们可以再设计相关的处理及控制电路,来获取能够对控制系统进行合理反馈或前馈的相关电路。