- •2 Специальная часть
- •2.1 Разработка структурной схемы
- •2.2 Разработка схемы электрической принципиальной
- •2.2.1 Анализ гироскопа
- •2.2.2 Встроенный контроль
- •2.2.3 Дифференциальный режим работы гироскопа
- •2.2.4 Анализ выходных данных гироскопа
- •2.2.5 Частотная характеристика
- •2.2.6 Расчетов шумов гироскопа
- •2.3 Расчет фильтра.
- •2.3.1 Выбор частоты среза.
- •2.3.2 Выбор типа фильтра.
- •2.3.3 Выбор топологии фильтра.
- •2.3.4 Анализ схем фильтров с дифференциальным входом и выходом
- •2.3.4.1 Фильтр на основе вычитающего усилителя
- •2.3.4.2 Расчет фильтра на основе топологии мпос.
- •2.3.5 Анализ операционных усилителей для фильтра.
- •2.3.6 Расчет номиналов радиоэлектронных компонентов фнч
- •2.3.7 Расчет шумов схемы фнч
- •2.3.8 Выбор элементной базы фнч
- •2.4 Расчет ацп
- •2.4.1 Общие сведения
- •2.4.2 Виды ацп [википедия, хабр http://habrahabr.Ru/post/125029/]
- •2.4.3 Требования к ацп
- •2.4.4 Описание ads1255
- •4.4.6 Подключение ads1255 в схему
- •4.5 Расчет питания схемы
- •4.5.1 Расчет источника опорного напряжения ацп
- •4.5.2 Расчет напряжения питания гироскопа
- •4.5.3 Расчет напряжения питания ацп и оу
- •4.5.4 Расчет схемы согласование сигналов
2.3.8 Выбор элементной базы фнч
Определившись с номиналами элементов, можно переходить к их конкретному выбору исходя из требований к точности, мощности, напряжению и т.д.
Для резисторов нужно посчитать их мощности рассеивания, т.к. неправильно выбранная мощность резистора может привести к выводу его из строя.
Мощность рассеивания резистора при известном сопротивлении и напряжении, рассчитывается по формуле:
. (2.31)
Где, P – рассеиваемая мощность резистора, Вт.
R – сопротивление резистора, Ом.
U – напряжение, приложенное к резистору, В.
Максимальное напряжение на резисторе равно максимальному выходному напряжению сигнала и равно 6,13 В. При сопротивлении 1370 Ом, расчетная рассеиваемая мощность резистора равна 0,026 Вт.
Резисторы выберем марки Susumu, тепловой расчет которых был проведен ранее. Это точные чип-резисторы в корпусе 0805(2012 в метрической системе) со сверхмалым температурным дрейфом и допуском в 0,02% (ряд Е192). Такая величина допуска обеспечивает отклонение от сопротивления в обе стороны всего на 0,27 Ом.
Выбор резистора основан на минимально возможном конструктивном исполнении при требуемых параметрах.
Параметры резисторов, входящих в состав ФНЧ, сведены в таблицу 4.
Таблица 4 – резисторы, входящие в состав ФНЧ.
Компонент |
R1, R3 |
R2 |
Марка |
Susumu Co LTD RG2012N-1371-P-T1 |
Susumu Co LTD RG2012N-331-P-T1 |
Номинал, Ом |
1370 |
330 |
Допуск, % |
±0,02 |
±0,02 |
Мощность, Вт |
0,125 |
0,125 |
Типоразмер (SMD) |
0805(2012 м) |
0805(2012 м) |
Для конденсаторов, помимо его емкости, нужно определится с таким важным параметром, как его номинальное напряжение. Номинальное напряжение конденсатора — это значение напряжения, при котором конденсатор может работать в заданных условиях в течение срока службы с сохранением параметров в допустимых пределах. Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. При эксплуатации напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального.
Для многих типов конденсаторов с увеличением температуры допустимое напряжение снижается, что связано с увеличением тепловой скорости движения носителей заряда и, соответственно, снижению требований для образования электрического пробоя. Поэтому номинальное напряжение конденсатора надо выбирать с запасом, на случай внезапных скачков напряжения, или резкого повышения температуры.
Максимальное напряжение, проходящее через конденсатор равно максимальному выходному напряжению гироскопа и равно 6,13 В.
Конденсаторы возьмем марки Murata из ряда Е12 на 25 В. Это точные ЧИП конденсаторы с отклонением в 10% и температурным коэффициентом емкости (ТКЕ), ±15%. Конструктивное исполнение – 0805 (2012 в метрической системе).
Параметры конденсаторов ФНЧ, сведены в таблицу 5.
Таблица 5 – конденсаторы, входящие в состав ФНЧ.
Компонент |
C1 |
C2 |
Продолжение таблицы 5 |
||
Марка |
GRM21BR61C106KE15L |
GRM21BR71C225KA12L |
Емкость, мкФ |
10 |
2,2 |
Допуск, % |
±10 |
±10 |
Напряжение, В |
16 |
16 |
ТКЕ |
±15 |
±15 |
Типоразмер (SMD) |
0805(2012 м) |
0805(2012 м) |
Рабочая температура, °С |
от -55 до +85 |
от -55 до +125 |
