濾波器設計

　　為了補償加速度計頻率響應的增益峰化，使用了一個模擬雙四通道陷波濾波器。品質因數（Q = 2.5）以及波束的諧振頻率（22 kHz）均可在ADXL001數據手冊的規格表中找到。通過創建22 kHz時峰值約為?7 dB的陷波濾波器，加速度計的頻率響應可變得較為平坦，使得更高頻率下的振動測量更為簡單。圖5顯示濾波器、加速度計和整個信號鏈的頻率響應。使用正弦波作為 EVAL-CN0303-SDPZ板的輸入，仿真加速度計輸出，并獲取數據。

　　圖5. ADXL001 頻率響應、濾波器頻率響應和系統頻率響應

　　陷波濾波器中的示例電路，并對其進行了修改。該補償器的傳遞函數為前文得出的傳遞函數之反函數。 Multisim? 電路設計套件 用于仿真并驗證陷波濾波器的傳遞函數。濾波器參數指定為Q = 2.5，中心頻率 = 22 kHz，陷波深度 = 7 dB。

　　信號發生器將該電壓驅動至濾波器。使用示波器測量濾波器的峰值輸出電壓。該電壓將轉換為g值（g除以靈敏度），并與初始輸入加速度進行比較。繪出 20log10 （VOUT/VIN） 圖形，即系統的頻率響應圖。針對加速度計頻率響應中的峰化，調節信號發生器的輸出電壓非常重要。對于10 kHz頻率，信號發生器的輸出電壓必須增加約1.8 dB，以便精確表示加速度計在5 g加速度情況下的輸出電壓。圖5顯示移除加速度計頻率響應中較大峰值后的結果。?3 dB 帶寬約為23 kHz。由于加速度計頻率響應的峰值與濾波器響應中陷波的微小對準誤差，在造成滾降前，可在通帶中即時發現少量紋波。采用Wavetek的81系列脈沖/函數發生器產生2 kHz正弦波，并直接與濾波器輸入相連。圖6為CN0303評估軟件顯示 AD7476 ADC數據轉換并對數據繪圖的屏幕截圖。采樣速率為1 MSPS。

　　PCB布局考慮

　　在任何注重精度的電路中，必須仔細考慮電路板上的電源和接地回路布局。PCB應盡可能隔離數字部分和模擬部分。本系統的PCB采用4層板堆疊而成，具有較大面積的接地層和電源層多邊形。有關布局和接地的詳細論述，請參見 MT-031指南；有關去耦技術的信息，請參見 MT-101 指南。EVAL-ADXL001-70Z板通過柔性扁平電纜連接 EVAL-CN0303-SDPZ電路板。這樣可讓用戶將EVAL-CN0303-SDPZ 與可能導致電路板損壞的任何振動相隔離（由機械應力造成），同時允許用戶將ADXL001直接放置在振動源。ADXL001的電源采用0.1μF電容去耦，以便有效抑制噪聲，減少紋波。電容應盡可能靠近該器件放置。電源走線應盡可能寬，以提供低阻抗路徑，并減小電源線路上的毛刺效應。時鐘和其它快速開關的數字信號通過數字地將其與電路板上的其它器件屏蔽開。

　　圖7. EVAL-CN0303-SDPZ照片

　　將CN0303評估軟件光盤放進PC的光盤驅動器，加載評估軟件。打開我的電腦，找到包含評估軟件光盤的驅動器，打開Readme文件。按照Readme文件中的說明安裝和使用評估軟件。

　　功能框圖

　　圖8顯示測試設置的功能框圖。信號發生器用于仿真 ADXL001輸出。EVAL-ADXL001-70Z板的5引腳連接頭（P1） 可通過扁平電纜連接EVAL-CN0303-SDPZ板的5引腳連接頭 （J6），測量實際振動。

　　圖8. 測試設置功能框圖

　　設置

　　將EVAL-CN0303-SDPZ電路板上的120引腳連接器（J1）連接到EVAL-SDP-CB1Z （SDP）評估板上的連接器。應使用尼龍五金配件，通過120引腳連接器兩端的孔牢牢固定這兩片板。將EVAL-ADXL001-70Z評估板上的5引腳連接頭（P1）通過扁平電纜連接至EVAL-CN0303-SDPZ電路板上的5引腳連接頭（J6）將+6.0 V電源連接至EVAL-CN0303-SDPZ板上的J5連接器。 SDP板附帶的USB電纜連接到PC上的USB端口。此時請勿將該USB電纜連接到SDP板上的微型USB連接器。