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
Рисунок 2.35 – схема включения микросхемы ADUM3482BRSZ.
Уровень выходного сигнала задается напряжением 1,8В. 3,3В и GYRO3,3 – напряжение питания микросхемы.