汽車內(nèi)部噪聲智能控制系統(tǒng)電路模塊設(shè)計(jì)

　　噪聲控制為實(shí)時(shí)控制，需要較大的計(jì)算量，普通的單片機(jī)難以實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)80年代，數(shù)字信號處理（DSP）芯片的問世為信號的實(shí)時(shí)控制開辟了廣闊的發(fā)展空間。隨著芯片技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，DSP已成為現(xiàn)代智能控制器的核心部件。采用DSP芯片TMS320F2812設(shè)計(jì)了既可以脫機(jī)獨(dú)立自主運(yùn)行又可以通過USB接口在線仿真的智能控制器，并以該控制器為核心設(shè)計(jì)了汽車內(nèi)部噪聲主動(dòng)智能控制系統(tǒng)。

　　電源與復(fù)位電路：DSP系統(tǒng)對電源的性能（如紋波、上電順序等）要求較高，因此在本設(shè)計(jì)選用了線性調(diào)壓電路芯片TPS767D301。TPS767D301為雙輸出低漏電壓調(diào)整器，其特點(diǎn)如下：每個(gè)電源輸出都有單獨(dú)的復(fù)位和輸出使能控制；具有快速瞬態(tài)響應(yīng)功能；電壓輸出3.3V/1.8V可調(diào)。

　　采用TPS767D301構(gòu)成的電源電路從外部穩(wěn)壓電源引入+5V電壓，+5V電壓經(jīng)TPS767D301后輸出電壓為1.8V和3.3V。為減小電源本身對DSP的干擾，在電路中增加了濾波網(wǎng)絡(luò)，如圖所示。

　　AD轉(zhuǎn)換電路：TMS320F2812芯片上有一個(gè)12位、轉(zhuǎn)換頻率為25MHz的ADC，其前端為兩個(gè)8選1的多路轉(zhuǎn)換器和兩路同時(shí)采樣/保持器。在要求不很高時(shí)，完全可利用其構(gòu)成同步順序采樣電路，或者增加外部采樣保持器后構(gòu)成同步采樣?？紤]到本系統(tǒng)對電量采集精度和速度的要求較高，采樣模塊中選用了外置的六通道 16位ADC ADS8364。該器件內(nèi)部包括6個(gè)高速采樣-保持放大器、6個(gè)高速ADC、一個(gè)考電壓源及3個(gè)參考電壓緩沖器，可以提供250KSPS的同步采樣率，還可提供具有超低功耗（69mW/每通道）的所有6個(gè)輸入通道的轉(zhuǎn)換，樣使得所有通道的單位成本均較低。6個(gè)通道的數(shù)據(jù)輸出接口電壓介于2.7～5.5V，便于與DSP直接接口，省去了中間的電平轉(zhuǎn)換。6個(gè)完全獨(dú)立的ADC可大大提高硬件整體的并行處理速度，在50kHz輸入信號下仍可保證大于80dB的卓越共模抑制能力，特別適合用于高干擾環(huán)境。圖4為ADS8364與TMS320F2812的接口電路。

　　為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能，D/A 轉(zhuǎn)換電路中選用四路12位電壓輸出型DAC TLV5614，它具有靈活的四線串行接口，可以與TMS320 SPI、QSPI和Microwire串行口實(shí)現(xiàn)無縫連接，TLV5614的編程控制由16位串行字組成，即兩位DAC地址、兩個(gè)獨(dú)立的DAC控制位和 12位的DAC輸入值。器件采用雙電源供電：一組為串行接口使用的數(shù)字電源，即DVDD和DGND；另一組為輸出緩沖器使用的模擬電源，即AVDD和 AGND。兩組電源相互獨(dú)立且可為2.7～5.5V之間的任何值。雙電源應(yīng)用的好處是DAC使用5V電源工作，而DAC的數(shù)字部分使用2.7～5.5V電源，可以和多種接口連接。

　　在設(shè)計(jì)中，D/A電路采用了2.5V的參考電壓，為了控制方便，在控制D/A時(shí)，使用TMS320F2812的GPIOB作為轉(zhuǎn)換芯片控制線，電路如圖5所示。

　　外部SRAM、FLASH擴(kuò)展電路：由于該控制系統(tǒng)需要存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)以備分析和利用，根據(jù)DSP與外部存儲(chǔ)器之間的“零等待”原則，采用IS61LV6416-12T擴(kuò)展F2812的外部存儲(chǔ)器，IS61LV6416-12T為64K×16高速CMOS SRAM，3.3V供電，其與TMS320F2812的接口電路如圖6所示。

　　圖6 外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路