Подключение ADS1255 в схему

На рисунке 2.31 изображена схема включения АЦП ADS1255 под разрабатываемое устройство. Так как гироскоп обрабатывается по двум осям, соответственно таких схем в устройстве будет две.

Рисунок 2.31 – схема включения ADS1255.

На входы 20 и 19 подаются сигналы готовности и исправности гироскопа B1 и F1 (для второго канала будет соответственно B2 и F2).

Конденсаторы C33 и C36 – стандартные фильтры сигнальной цепи 0,47 мкФ и 100 пФ, выполняющие роль ФНЧ. Они фильтруют наводки, которые могут поступать извне, всплески источника питания а также высокочастотный шум ОУ.

Конденсаторы C43 и C45 100 нФ и 10 мкФ – стандартные конденсаторы, фильтрующие питание.

Можно заметить, что на схеме присутствует три вида земель – AGND, AGND2 и DGND. AGND и AGND2 – аналоговые земли питания и сигнала соответственно. Их нужно разделять, что бы избежать влияние помех. Земли соединяются в общей точке через специальные разделительные фильтры. Об этом будет подробнее расписано ниже. Цифровая земля DGND обязательно должна быть развязана от аналоговой, что бы избежать влияния «грязной» цифровой земли на аналоговую.

На рисунке 2.32 изображены так называемые pull-up, или «подтягивающие» резисторы.

Рисунок 2.32 – pull-up резисторы для управляющих сигналов АЦП.

Подтягивающий резистор нужен, чтобы гарантировать на логическом входе, с которым соединен проводник, высокий уровень в случаях, если проводник не соединен с логическим выходом.

Их номинал выбран с тем условием, что бы обеспечить глушение «дребезга» при переключении сигнала, образую RC-фильтр с емкостью цифрового сигнала.

На рисунке 2.33 изображена схема подключения тактирующего сигнала CLK.

Рисунок 2.33 – подключение сигнала CLK к АЦП.

Источник тактирующего сигнала находится в блоке процессорном, т.е. на другой плате, поэтому сигнал CLK у АЦП может «просесть». Что бы этого не допустить, нужно поставить буфер перед АЦП. Резистор R29 образует RC цепь, которая заглушает «дребезг», образующийся при переключение ключей источника сигнала.

В качестве буфера выберем микросхему высокоскоростного инвертора NC7SZ04M5X.

На рисунке 2.34 изображена схема включения сигналов гироскопа готовности и исправности

Рисунок 2.34 – подключение сигналов готовности и исправности гироскопа к общим цифровым входам АЦП.

После подключения питания и начального запуска в гироскопе INL-CVG-G200 запускается две программы BIST, работающие во время эксплуатации.

Функция BIST – это TTL вывод напряжения постоянного тока, который помогает определить 80% поломок оборудования. Высокое напряжение (+2,4 В к +5 V DC входного напряжения) показывает, что гироскоп INL-CVG-G200 работает и выходные данные доступны. Если BIST выдаёт низкое напряжение (0…+0,4В), тогда выходные данные гироскопа INL-CVG-G200 недоступны.

Пользователь имеет возможность проверить пригодность гироскопа INL-CVG-G200 с помощью двух управляемых тестов (FILT).

Функция FILT – это входной TTL сигнал постоянного тока, подаваемый пользователем. Этот сигнал вызывает выходной сигнал с выбранной оси, что позволяет контролировать всю электромеханическую передаточную функцию гироскопа INL-CVG-G200, а также его пригодность.

Благодаря объединению функций BIST и FILT обнаруживается 95% поломок гироскопа INL-CVG-G200. Если пользователь подает входное напряжение в диапазоне от + 2,4В до + 5В на контакт FILT, соответствующий выходной сигнал INL-CVG-G200 с контактов 17 или 10 уменьшится до -3В…-2В, или увеличится до +2В…+3В в случае контактов 8 или 15 разъема подключения гироскопа. В случае если входное напряжение на FILT равно нулю, или изначально не подсоединено, то выходной сигнал гироскопа INL-CVG-G200 – номинальный.

Как видно из описания гироскопа, выходные сигналы исправности имеют сигнал TTL напряжением до 5В. АЦП же работает с КМОП сигналами, напряжение которых составляет 1,8В. Поэтому сигналы гироскопа надо привести к одному уровню с сигналами АЦП. Для этого воспользуемся микросхемой ADUM3482BRSZ. Её схема включения для преобразования сигнала показана на рисунке 2.35