Stap 3: Het ontwerp van de analoge DAQ en levering
Aangezien ik de ZYBO dev bestuur had, had ik twee opties voor DAQ:
- Ik kon heb gebruikt het aan boord XADC met een externe analoge signaal conditioning bestuur. De voordelen: met de instrumentatie versterker en opamps ik kon hebben geïntegreerd analoge filters in het circuit het lawaai vóór versterking worden uitgefilterd. Het nadeel was de resolutie van de ADC: 12bits, wat een minimum in biopotential metingen.
- Ik kon heb gebruikt een externe Analog Frontend-chip die is ontworpen voor metingen van de biopotential. Dit is de weg die ik nam. Heb ik gekozen voor de ADS1299 Analog Frontend IC van Texas Instruments, die afzekering heeft, 8 programmeerbare krijgen versterkers (x1-x 24), 8 delta-sigma gemoduleerd ADC-s met 24 bit gegevens resolutie en sampling-frequentie van 250SPS naar 16kSPS.
Het ontwerp van de Raad van bestuur is de minimale instelling op basis van de aanbeveling in het gegevensblad.
Aangezien de ZYBO Raad van bestuur wordt geleverd met 5 v DC, de advertenties behoeften + 2.5V - 2.5V en 3,3 v, maar mijn batterijen uitgangsspanning 4.2V was bij volledig opgeladen batterij, was power converter circuit nodig voor de levering. De energie-efficiëntie is een belangrijke factor in de circuits van de batterij, dus het gebruik van DCDC converters onvermijdelijk was.
De eerste stap in een power supply ontwerp was de polariteit bescherming. Dit kan gebeuren in een serie diode, die stroom laten zou alleen als de polariteit rigth is, maar de diode is een kleine hoeveelheid spanning neerzetten. Een andere mogelijkheid zou worden met een anti-parallel diode en zekering combinatie, maar dit vereist 2 componenten. Nog een andere mogelijkheid is het gebruik van een transistor als laag - of hoog-side-schakelaar. Ik heb gekozen voor dat de MOS-FET op basis van hoog-side-switch met lage van weerstand, transistor. De schakelaar van de high-kant werd gebruikt omdat wanneer af, er is geen spanning in het circuit.
De accuspanning werd versterkt naar 5V met een Boost DCDC converter. Deze voorziening werd gebruikt aan de macht de Soc van bestuur, en voor het genereren van de positieve analoge watertoevoer. Het analoge aanbod is gegenereerd met een LDO lineaire voeding. De negatieve levering is gemaakt met een inverterende Buck-Boost converter. Beide DCDC conversieprogramma's waren ontworpen op basis van het MC33083 stuurprogramma ICs gegevensbladen aanbeveling.
Terwijl met behulp van schakelende voedingen één moet voorzichtig van de gegenereerde ruis, vooral in een signaal overname circuit. Ik zorgde ervoor dat het geluid was op een aanvaardbaar niveau door het ontwerpen van de converters te werken op 50kHz schakelfrequentie, terwijl de bemonsteringsfrequentie van mijn ADC minder of gelijk aan 2kHz zullen. Hoewel we kunnen er zeker van te zijn dat het circuit zal werken correct op basis van de criteria van de Nyquist, ik heb de AC/DC verhouding gemeten, en het was minder dan 0,02%.
De 3.3V levering werd gebruikt van de ZYBOs PMOD supplys.
Met deze overwegingen in het achterhoofd werd de DAQ bestuur ontworpen in EAGLE cad,
