恒泰双通道壁挂中性 规格齐全
- 供应商
- 恒泰联测仪器仪表制造(苏州)有限公司
- 认证
- 手机号
- 15950961239
- 联系人
- 卢经理
- 所在地
- 苏州市吴江区黎里镇城司路158号(注册地址)
- 更新时间
- 2024-02-29 16:29
mems振动分析仪系统电路设计攻略—电路图天天读(159)
图1所示电路是一款高线性度、低噪声、宽带宽振动检测解决方案。该方案适用于要求具有宽动态范围(±70g、±250 g 或±500 g)以及平坦频率响应(从直流到22khz)的应用。该电路提供适合进行轴承分析、引擎监控以及振动检测的低功耗解决方案。第五代imems?工艺让 adxl001加速度计拥有从±70 g扩展至±500g的扩展动态范围,且带宽为22 khz。ad8606是一款精密、低噪声、双通道运算放大器,用于创建模拟双二阶滤波器,可使加速度计的输出频率响应较为平和。adxl001输出电压经低功耗、单通道12位saradc ad7476转换为数字。
电路描述
加速度计输出特性
adxl001经测试的额定电源电压为3.3 v和5 v。虽然该器件可采用3 v至6v范围内的任意电源电压工作,但采用5 v电源可获得整体性能。输出电压灵敏度与电源电压成比例。采用3.3 v电源时,标称输出灵敏度为16mv/g。采用5 v电源时,灵敏度为24.2 mv/g。0 g输出电平亦为比例电平,标称值为 vdd/2。只要1mhz内部时钟频率上不存在噪声,adxl001就只需要一个0.1μf去耦电容。如果需要,可以包含较大的大容量电容(1μf至10μf)或氧化铁磁珠
加速度计物理操作
adxl001采用绝缘硅片(soi)mems技术制造,具有机械耦合但电气隔离的差分检测单元。图2显示其中一个差分传感器单元模块的简化图。每个传感器模块均集成数个差分电容单元。每一单元都以器件层上的固定板以及传感器框架上的活动板组成。传感器框架移位将改变差分电容。片内电路测量电容变化,并将其转换为输出电压。
soi器件层的传感器经过微加工处理。沟道隔离用于对差分检测元件进行电气隔离但机械耦合处理。单晶硅弹簧悬挂于晶圆处理结构之上,提供加速度的力量阻力。adxl001是一款x轴加速度和振动检测器件,向引脚8标记处振动时,产生趋正输出电压
与adc接口
如需数字化加速度信息,加速度计输出电压范围必须位于adc输入电压范围内。ad7476输入电压范围为0 v至vdd (5 v)。 adxl001输出电压范围为0.2 v至vs ? 0.2 v(4.8 v)。任何加速度计测得的加速度将根据该信息进行数字化,无需额外的放大器或缓冲器。由于ad7476的 vdd电源用作adc基准电压源,因此无需使用外部基准电压源。此外,整个电路与电源成比例,因为同一个vdd 还用来驱动adxl001。
频率响应
加速度计的频率响应是系统中重要的特性,显示在图4 中。当信号频率超过2 khz至3khz左右时,加速度计中的增益会增加。波束为谐振频率时(22 khz),器件的输出电压大致存在7 db(×2.24)峰化。该峰化对加速度计的输出电压具有极大的影响。
由于adxl001供电轨为5 v,输出将限制为大约+0.2 v和+4.8v。因此,可测量的g值将取决于振动频率。必须允许±0.5 v的额外裕量,因为0 g失调电压会有所变化。振动频率低于2 khz左右时,0g失调振动将可用输出电压范围限制为±1.8 v,即相当于大约±70 g。随着振动频率从大约2 khz增加至22khz,输出达到饱和之前允许的g值以7 db (×2.24)步进逐步下降至±31 g。只要g值低于±31 g,在22khz范围内滤波器便具有平坦的频率响应,而无饱和或信息丢失。