基于ARM的微弱信号采集系统的设计（2） 放大器, 带宽, 检测, 仪表

yuyang911220

在对微弱信号进行检测的过程中，集成运放对电路的干扰很大，因此应选择接近理想运放的放大器芯片。主要参数的要求是，具有较低的偏置电流、较低的输入失调电压和较低的零漂、较大的输入电阻和较高的共模抑制比、较大的开环放大倍数。特别是在电流电压转换级，对集成运放的要求较高，如果输入电流在nA级，一般要求运放的偏置电流在pA缀。目前市面上已经有很多满足条件的运放，比如LMC6442、AD8571、OPA2703等。
    模拟电路部分的仪表放大级采用了高性能运放LT1125，其带宽为12．5 MHz，最大失调电压为70μV，共模抑制比为112dB。
    二阶低通滤波器部分利用高速运放LT1355构成，其截止频率为200 Hz，抑制高频噪声。另外，为减小嗓声在信号传输过程中对信号的干扰，采用差分输出放大器SSM2142，将单端信号转换成差分信号进行传输，同时可以增强信号的驱动能力。
2．3 采集电路设计
    采集电路由差分放大器SSM2141、增益放大器LT1355、A／D芯片ADC12062和ARM处理器S3C4510B组成，如图3所示。

    差分放大器SSM2141将输入的差分信号再次转换成单端信号。高速运放LT1355将单端信号放大，使其值符合A／D芯片输入电压范围。
    ADC12062作为模数转换芯片，具有12位采样精度，其基准电压为4．096V。ADC12062采用CMOS工艺，具有低功耗的特点，功耗为75mW。  ADC有下降沿触发中断引脚，将此引脚与ARM的外部中断引脚相连，ADC转换完成以后，及时通知ARM读取数据。

3 系统软件设计
    数据采集系统的软件包括ARM初始化程序、中断向量表和应用程序。
3．1 初始化程序和中断向量表
    系统启动时首先运行ARM内部ROM的BOOTLOADER程序，通过这段程序，可以初始化硬件、建立内存空间映射图。BOOT LOADER程序基本流程图如图4所示。

    1)存储器初始化主要配置芯片内外存储器介质映射和实现地址空间的特殊存储器。配置如下。