摘要：基于遠程振動檢測，提出一種高速、高精度、外圍電路簡單的基于GPRS無線網(wǎng)絡的遠程振動測試。通過功率放大器將正弦控制儀產(chǎn)生的正弦信號輸出至振動實驗臺，用AD7665將采集到的模擬信號轉換成方便計算機方便傳輸、處理的數(shù)字信號，然后通過GPRS模塊MC55i將數(shù)字信號傳輸至遠程WEB服務器。詳細說明了在遠程振動測試中的兩個關犍技術，AD7665的模數(shù)轉換及GPRS模塊MC55i的應用。經(jīng)實驗驗證，該技術能很好的應于用無人值守遠程振動檢測，不受距離及環(huán)境影響。
關鍵詞：高速ADC；雙極性；編碼；振動檢測；AD7665； GPRS

由于計算機的微型化、網(wǎng)絡化、性能價格比的上升和款件功能的日益強大，計算機控制系統(tǒng)幾乎可以出現(xiàn)在任何場合：實時控制、監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、信息處理、數(shù)據(jù)庫等。
隨著計算機技術的迅速發(fā)展，現(xiàn)在的振動數(shù)據(jù)采集主要用微機進行數(shù)字化測試分析。振動測試儀器主要為以徽機為核心智能儀器。數(shù)字化測試的前撮是將傳感器從被測試設備測得的模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字化數(shù)據(jù)。因此摸數(shù)轉換的精度、速度將直接決定數(shù)字化測試分析的精度、速度。本文的目的即將一個AD轉換芯片應用于振動測試。
AD7665內(nèi)置一個16位高速采樣ADC，擴大了被測設備的振動頻率范圍。一個電阻器輸入標量(允許多種輸入范圍)，既而易于與多種不同的傳感器配套使用。一個內(nèi)部轉換時鐘、糾錯電路，以及串行和并行系統(tǒng)接口，提高了AD轉換外圍電路設計的靈活性。
該器件具有3種采樣模式：極高采樣速率模式(Warp模式)；快速模式(正常模式)，適用于異步轉換速率應用；低功耗模式(脈沖模式)，適用于低功耗應用，其功耗與吞吐量呈比例關系。3種采樣模式使得系統(tǒng)功耗降至最低。

1 基本原理
逐次比較型A／D轉換器。就是將輸入模擬信號與不同的參考電壓作多次比較，使轉換所得的數(shù)字量在數(shù)值上逐次逼近輸入模擬量對應值。
對圖1的電路，在數(shù)據(jù)采集階段，它由啟動脈沖啟動后，DAC內(nèi)部電容陣列梭用作采樣電容，并從IN的輸入端得到模擬信號。當數(shù)據(jù)采集完成后，的輸入變?yōu)榈碗娖?，此時轉換狀態(tài)被啟動。在第1個時鐘脈沖作用下，控制邏輯電路使內(nèi)部時序產(chǎn)生器的最高位置1，其他位置0，其輸出經(jīng)數(shù)據(jù)寄存器將1 000……0，送入DAC。輸入電壓首先與DAC輸出電壓(REF／2)相比較，如IN≥VREF／2，比較器輸出為1，若INREF／2，則為0。比較結果存于數(shù)據(jù)寄存器的Dn-1位。然后在第2個CP作用下，移位寄存器的次高位置1，其他低位置0。如最高位已存1，則此時V0=(3／4)VREF。于是V1再與(3／4)VREF相比較，如V1≥(3／4)VREF，則次高位Dn-2存1，否則Dn-2=0；如最高位為0，則V0=VREF／4，與V0比較，如V1≥VREF／4，則Dn-2位存1，否則存0……。以此類推，逐次比較得到輸出數(shù)字量。在完成這個過程之后，控制邏輯將產(chǎn)生AD轉換代碼的輸出至并口(串口)，并將BUSY線的輸出置為低電平。

2 關鍵問題
在AD轉換中時序問題直接決定了AD轉換的成功與否，因此時序問題將是本文解決的第一個問題。另外由于本文采用的是雙極性的輸入，因此在AD7665的應用中應該注意輸入配置，以及編碼問題。
2．1 時序問題
圖2為AD轉換過程時序圖。信號控制AD7665轉換的開始，一旦轉換開始就不能被放棄或重新開始，直到轉換完成。而信號與和互不干擾。

信號是數(shù)字信號，要求有良好的邊緣特性。而SNR是一個臨界值，信號要求有很小的抖動，可采用一個專門的振蕩器來產(chǎn)生信號，或者采用高頻率低抖動的時鐘來產(chǎn)生。
在Impulse模式中，可以自動開啟轉換。當BUSY信號變?yōu)榈碗娖蕉?img onload="if(this.width>620)this.width=620;" onclick="window.open(this.src)" style="cursor:pointer" border="0" alt="a.jpg" width="40" height="14" src="http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20131009/177964_1_11.jpg" />信號保持低電平時，AD7665控制數(shù)據(jù)采集階段，并自動啟動一個新的轉換。當一直保持低電平時，AD7665將自動保持轉換過程。值得注意的是，當BUSY信號變?yōu)榈碗娖綍r，模擬信號被輸入。同樣，當上電時，被置為低電平以開啟轉換過程。在Impulse模式中，AD7665的轉換速度將比570 kSPS高，而這個特征在Warp和Normal模式中所沒有的。