基于农产品声学特性的信号处理模块设计

如图3所示，设计中所用的音频采集器是电容式，在放大电路中提供一个48 V的幻象电源，R3-1和R3-2为幻象电源提供了一个电流通路，还设计有开关用来使能与关闭幻象电源。E3-2和E3-3 2个电容将幻象电源和INA217输入电路隔离。4个1N4148的接入对静电释放和热插拔进行了保护。R3-4和R3-5为INA217提供了输入偏置电流。在反馈电路中的U3-2(OPA137)将直流输出电压调节为0 V，对音频信号不会产生任何影响。增益通过固定电阻R3-6和可变R3-7确定，R3-6决定了放大电路的最大增益。
2．4 音频滤波电路设计
由于拾音器输出信号有噪音干扰信号获取，需要通过滤波器对信号进行处理。系统设计了巴特沃斯带通滤波器，结合具有高输入阻抗和负载能力很强的高运能放大器OPA134，最后将电压调整到I-2．5 V之间，输送入DSP系统，供后续处理TMS320F2812开发板自带有16路的A／D转换器进行采样。

巴特沃斯带通滤波器如图4所示，滤波器的设计借助于FilterLab2．0，将滤波器通带频率为1 200～6 800 Hz。随着电路阶数n的增加逐渐向理想逼近，当电路阶数设置为4阶时能达到最好的效果，其频率响应曲线如图5所示。在带通滤波器之后还设置了无源滤波，将信号中的直流部分滤除，稳压管的作用是保护DSP的AD转换器，使AD采样的电压都为正电压。

3 结束语
文中提出了适用于农产品声学特性检测系统的信号调理电路，通过差分电路、音频放大电路和带通滤波器等硬件电路的设计，滤除环境噪声以及直流信号，并对声学信号模拟量进行放大，提高声学信号的信噪比，简化后续数字信号处理，以提高检测效果。