球磨机转换器的选择及接口电路设计

通过球磨机的声响信号采集分析后得知，它反映球磨机特征的频率集中在5kHz以下。根据采样定理，信号的采样频率至少大于10kHz。为了较好地反映信号特征，本文设计信号的采样频率为160kHz，每一次采样256个采样点，然后作256点的FFT频谱分析，计算其功率谱。

对于有功功率信号，属于变化比较缓慢的信号，其采样速度要求不高，也不需要作复杂的信号处理与分析。所以，将声响、振动信号与有功功率信号分开进行A/D转换和处理。下面将分别讨论声响振动信号采集电路和有功功率信号采集电路中A/D转换芯片的选择与接口电路设计。

1、声响和振动信号A/D转换器的选择与接口电路设计根据声响和振动信号的特征，通过比较多A/转换芯片的特点和性能，选择AD7862型A/D转换器。AD7862是AD公司推出的高速、低功耗、双极12位的A/D转换芯片，其中包含了两个独立的快速ADC模块(允许同时采样和转换两路信号)、4路模拟输入信号(VA1、VA2、VB1、VB2)、2.5V 的内部电压基准以及一个12位的高速并行接口。输入模拟信号电平范围0～2.5V。

从芯片的内部结构可以看出，其内部的两个ADC模块都分别有一个两通道的多路选择器，芯片通过地址信号A0分别选通 VA1、VA2 或 VB1、VB2，当一个CONVST信号到来时，同时转换地址 A0 选中的两路信号。AD7862 的A/D转换过程中各控制信号的时序都有要求。其中CONVST是转换开始启动信号，下降沿触发两路ADC开始转换；BUSY信号在CONVST信号触发后，变成并保持为高电平状态，直到两路ADC转换完毕，才又回到低电平；地址A0 用于对两路模拟信号的选择，CS信号和RD信号分别是芯片使能信号和读允许信号。两者 次同为低电平时，读出 组ADC转换的数据；在第二次为低电平时，读出第二组ADC转换的数据。

2、有功功率信号A/D转换器的选择与接口电路设计根据有功功率信号采样速度要求及所选用的功率传感器的精度等级，选用 MAX191AD 转换器进行转换。MAX191为单片CMOS、12位A/D转换器，它既可以输入±5V的双极性信号，也可以输入+5V的单极性信号，并具有内部采样保持、电压参考电路，既可以利用内部时钟工作，也可以利用外部时钟工作。MAX191的数据转换时间为7.5us，其中获取数据时间为2us，它的采样速率达到l00KPS。在转换单极性信号时，它以+5V的单电源工作；在转换双极性信号时，它以±5V的双极性电源工作，可以通过设置引脚BIP来设置输入方式。MAX191与微处理器之间可以采用串行或者并行接口传输数据。本设计中MAX191的输入设置为单极性输入方式，与DSP的接口采用并行接口传输数据。