Приложения

Пульсации напряжения питания — это периодически возникающая переменная составляющая на выходе источника постоянного тока. Её амплитуда обычно представляется как размах колебаний или амплитуда колебаний, как показано на рисунке 1. Пульсации напряжения питания в основном вызваны несовершенствами формы сигнала во время преобразования энергии, такими как изменения напряжения, вызванные включением и выключением переключающих транзисторов во время работы импульсного источника питания. Пульсации напряжения питания могут влиять на нормальную работу оборудования, особенно прецизионного электронного оборудования и аналоговых схем, требующих стабильного питания.Рисунок 1. Пульсации и шумы источника питания.Подавление и снижение пульсаций напряжения питания до приемлемого уровня является одной из главных целей проектирования схем источников питания. Поэтому освоение правильных методов измерения пульсаций напряжения питания имеет решающее значение для последующей отладки источников питания и оптимизации конструкции с учетом пульсаций. Для измерения пульсаций напряжения питания обычно используется осциллограф. Путем установки соответствующих условий запуска и диапазонов измерения наблюдаются и записываются форма и амплитуда пульсаций. Кроме того, для дальнейшего анализа и количественной оценки характеристик пульсаций могут использоваться другие приборы и оборудование, такие как тестер коэффициентов пульсаций.  Для обеспечения получения достоверной и надежной формы пульсаций напряжения при измерении пульсаций выходного напряжения с помощью осциллографа следует учитывать следующие моменты. Правильный метод показан на рисунке 2.1. Выберите режим связи по переменному току на осциллографе;2. Для обеспечения оптимального соотношения сигнал/шум выберите X1 для ослабления сигнала зондом во время проверки пульсаций источника питания;3. Установите ограничение полосы пропускания на 20 МГц, чтобы избежать влияния высокочастотного шума на измерение пульсаций;4. Сведите к минимуму контуры заземления; рекомендуется использовать пружинное заземляющее кольцо, как показано на правой стороне рисунка 2;5. Расположите щуп близко к обеим сторонам конденсатора;6. Избегайте одновременного тестирования сигналов в других точках с использованием других каналов осциллографа. Использование описанных выше правильных методов измерения позволит вам наблюдать пульсацию, подобную показанной ниже.Рисунок 3. Форма пульсации.

Недавно компания Micro-Magic Inc. официально представила высокопроизводительный инерциальный измерительный блок (IMU) тактического класса на базе MEMS — U5000, который является эталоном для хорошо известных в отрасли продуктов серии Sensonor STIM320. Этот IMU отечественного производства не только демонстрирует эталонные показатели по основным параметрам производительности, но и обладает хорошей совместимостью и потенциалом для модернизации в отношении внешней конструкции, электрических интерфейсов и других аспектов, предоставляя новый экономически эффективный вариант для приложений определения ориентации и навигации в промышленности, аэрокосмической отрасли, беспилотных системах и других областях.По основным показателям производительности U5000 демонстрирует точность тактического уровня, сравнимую с STIM320. Стабильность нулевого смещения гироскопа (дисперсия Аллена) достигает ≤ 0,1°/ч, случайное смещение угла ≤ 0,1°/√ч, нестабильность нулевого смещения акселерометра ≤ 30 мкг, в целом стабильная и надежная работа, особенно с сохранением хорошего эффекта компенсации во всем диапазоне температур (-40℃ до +80℃). U5000 поддерживает широкий диапазон температур от -40℃ до +85℃ и имеет полную температурную компенсацию, что позволяет поддерживать стабильный выходной сигнал в сложных условиях. Этот продукт обладает высокой полосой пропускания (≥200 Гц), хорошей вибро- и ударопрочностью и демонстрирует высокую адаптивность к окружающей среде. По внешним размерам, весу и конструктивным характеристикам U5000 сопоставим с STIM/320. Он имеет компактную конструкцию, соответствующую тенденции миниатюризации современного оборудования. Размеры U5000 составляют 44,8×38,6×21,5 мм, а вес — около 52 граммов. Благодаря усиленной конструкции он хорошо подходит для установки в условиях высокой динамики или суровых погодных условий. U5000 обеспечивает четкие ориентиры для установки и определения координатной системы, поддерживает стандартизированные операции механической фиксации и электрических соединений, а также упрощает интеграцию системы. Ключевыми элементами интеграции IMU в систему являются интерфейс передачи данных и протокол связи. U5000 оснащен несколькими интерфейсами связи, включая RS232, RS422, а также специальными входами для сигналов синхронизации TOV и PPS, поддерживающими внешние GNSS-приемники для синхронизации времени и слияния данных. По умолчанию используется формат кадра 55AA, отличающийся четкой структурой, полной проверкой и поддержкой пользовательской настройки скорости передачи данных и выходной частоты, что обеспечивает высокую совместимость. С точки зрения сценариев применения, U5000, благодаря своей высокой точности измерений, в основном предназначен для областей, требующих чрезвычайно высокой стабильности измерений, таких как динамическая связь в спутниковой связи (SOTM), высокоточные системы геодезии и картографии, платформы для тестирования автономного вождения, авиационная навигация и управление устойчивостью и т. д. Выпуск U5000 свидетельствует о том, что высокопроизводительный MEMS-инерциальный измерительный блок (IMU) компании способен конкурировать с продукцией ведущих мировых производителей. Он не только точно следует за серией STIM по ключевым параметрам производительности, но и обладает улучшенной гибкостью интерфейса, открытостью протоколов и другими преимуществами, предоставляя пользователям решение с потенциалом совместимости и большей свободой конфигурации. В условиях постоянно расширяющегося рынка применения этот продукт, как ожидается, будет играть важную роль в беспилотных системах, высокотехнологичном оборудовании, автономной навигации и других областях, способствуя технологическому прогрессу и оптимизации затрат в смежных отраслях.   

В области высокоточных инерциальных измерений технологические инновации и совместимость систем становятся двумя движущими силами развития отрасли. Недавно компания Micro-Magic Inc. выпустила высокоточный трехосевой измерительный прибор M3G-210/220. МЭМС-гироскопБлагодаря выдающимся техническим характеристикам и высокой совместимости с технологическим решением, устройство полностью соответствует акустическим системам Sensonor STIM200/202, предлагая новые решения для промышленного и исследовательского применения. Гироскоп M3G-210/220 обладает значительными техническими преимуществами: нестабильность нулевого смещения достигает уровня 0,1 °/ч, случайное смещение углов контролируется в пределах 0,1 °/√ч, а стабильная точность измерений сохраняется в диапазоне рабочих температур от -40℃ до +80℃. Изделие имеет прочную конструкцию из алюминиевого сплава, что позволяет адаптироваться к сложным условиям эксплуатации, таким как вибрация и удары. Внутренняя частота дискретизации может достигать 2000 Гц, а полоса пропускания сигнала превышает 200 Гц, что обеспечивает точное считывание быстрых динамических изменений. Стоит отметить, что при проектировании M3G-210/220 полностью учтено удобство системной интеграции. Его механические размеры и конструкция интерфейса полностью совместимы с широко используемым в отрасли решением STIM200/202, включая одинаковые внешние характеристики, совпадающее расположение монтажных отверстий и стандартизированную компоновку 15-контактного разъема Micro-D. Эта физическая совместимость позволяет модернизировать или заменять оборудование в существующих системах без механических модификаций. Что касается протоколов связи, продукт предлагает несколько режимов работы, среди которых специально оптимизированный режим STIMGYRO-90 обеспечивает полную интеграцию с системой STIM200/202 с точки зрения формата данных, набора инструкций и рабочего состояния. Одновременно продукт поддерживает множество пользовательских протоколов связи, предоставляя пользователям гибкие возможности интеграции с системой. Устройство сохраняет профессиональные функции, такие как внешний вход триггера и выход сигнала синхронизации времени, а также имеет полный механизм самоконтроля системы и отчетности о ее состоянии. С точки зрения технической архитектуры, M3G-210/220 воплощает новый подход к проектированию датчиков, улучшая основные показатели производительности, полностью учитывая существующую технологическую экосистему и снижая барьеры системной интеграции за счет совместимости. Эта концепция проектирования позволяет быстро интегрировать продукт в различные инерциальные измерительные системы, от прецизионных оптических стабилизационных платформ до устройств управления движением, от научно-исследовательского экспериментального оборудования до промышленных систем обнаружения, демонстрируя широкий спектр потенциальных применений. Баланс между технологическими инновациями и системной совместимостью является важным направлением развития высококачественного измерительного оборудования. Практика M3G-210/220 в этом отношении показывает, что благодаря тщательному проектированию улучшение характеристик и системная адаптация могут органично сочетаться. С углублением применения измерительной техники в различных областях это решение, сочетающее в себе превосходные характеристики и хорошую совместимость, предоставит системным интеграторам и конечным пользователям больше возможностей выбора. В настоящее время продукт начал оказывать услуги пользователям в ключевых областях, и его характеристики в практических приложениях заслуживают дальнейшего внимания. В условиях тенденции развития, ориентированной как на технологический прогресс, так и на системную совместимость, выпуск подобных продуктов открывает новые возможности для расширения применения инерциальной измерительной техники.

Витая пара состоит из двух изолированных проводов, скрученных вместе, что делает её особенно подходящей для дифференциальной передачи сигналов. По сравнению с параллельно скрученными проводами, она может более эффективно подавлять помехи. Характеристики витой пары проявляются в следующих двух аспектах: 1. Устранение емкостной связиПо сравнению с параллельными проводами, значения емкости связи каждого провода в витой паре с источником помех или заземлением ближе друг к другу, что приводит к более сбалансированному импедансу, как показано на рисунке 1.Рисунок 1Поскольку витые пары проводов плотно намотаны друг на друга, емкость связи между двумя проводами и источником шума, а также импеданс относительно земли практически одинаковы. Ток помех, протекающий от источника шума в две сигнальные линии, практически идентичен, а разница между двумя сигнальными линиями остается неизменной. Ток от емкости связи преобразуется в синфазные помехи. Как показано на рисунке 2, C1=C2 и Z1=Z2, поэтому ток, протекающий от источника помех в C1 и C2, одинаков, что означает, что напряжения, генерируемые на линиях 1 и 2, равны, и Vn=0. Поскольку метод дифференциальной передачи сигнала обладает превосходной способностью подавления синфазных помех, эффекты емкостной связи могут быть устранены.Рисунок 22. Устранение индуктивной связиПри использовании параллельных линий две сигнальные линии образуют очень узкую петлю, которая будет улавливать помехи магнитного поля из окружающей среды. В конструкции витой пары два проводника линии передачи скручиваются с фиксированным интервалом, что приводит к изменению направления электродвижущей силы, создаваемой магнитным полем, в каждой соседней «малой петле», тем самым последовательно компенсируя её. С точки зрения схемы, взаимная индуктивность в каждой соседней «малой петле» направлена ​​противоположно источнику шума, и общая взаимная индуктивность проводников становится равной нулю. Как показано на рисунке 3, когда параллельные линии подвергаются воздействию внешнего магнитного поля, индуцированные токи в двух проводниках не могут компенсировать друг друга, что приводит к возникновению большого индуцированного напряжения, влияющего на передачу сигнала. Однако конструкция витой пары приводит к взаимной компенсации индуцированных токов в проводниках, предотвращая генерацию индуцированного напряжения.В системах дифференциальной передачи данных кабели витой пары позволяют исключить емкостную и индуктивную связь с внешними источниками помех. Поэтому кабели витой пары широко используются в системах дифференциальной передачи сигналов, таких как CAN и RS-485.

В ходе недавно завершенных комплексных глубоководных испытаний определенного типа автономного подводного аппарата (АППА) разработанная компанией Micro-Magic Inc. инерциальная навигационная система M5000 с волоконно-оптической стабилизацией продемонстрировала превосходные характеристики, успешно позволив платформе АППА выполнять высокоточное топографическое картирование и длительные непрерывные наблюдения в зонах глубины до 100 метров. Благодаря высокой точности навигации и устойчивости к давлению, система обеспечивает надежную навигационную поддержку для оборудования глубоководных исследований.В ходе этого испытания автономный подводный аппарат (АППА) должен был совершить несколько погружений в течение 15 рабочих дней, достигнув максимальной рабочей глубины более 600 метров. В экстремальных условиях, таких как высокое давление, низкая температура и отсутствие спутникового сигнала, система M5000 стабильно работала на протяжении всего процесса, без каких-либо перебоев в передаче данных или снижения точности. Эксперт по океанотехнике, участвовавший в проекте, заявил: «Глубоководные исследования предъявляют чрезвычайно жесткие требования к точности и надежности навигационных систем. Система M5000 может поддерживать точность курса лучше, чем 0,3°×сек(L), и стабильную точность измерения ориентации в пределах 0,02° даже в глубоководных районах, где спутниковые сигналы полностью теряются, что оказывает нам решающую поддержку в получении высокоточных данных о топографии морского дна».Навигационная система M5000, специально разработанная для глубоководных условий, отличается высокой устойчивостью к давлению. Ее корпус имеет герметичную конструкцию, обеспечивающую полную защиту при статическом давлении воды 30 МПа, что эквивалентно давлению на глубине 3000 метров. В ходе испытаний система прошла почти сто циклов быстрого подъема и спуска, при этом ее структурная целостность и электрические характеристики не пострадали. Кроме того, в пределах фактического диапазона рабочих температур система эффективно снижает влияние температурного дрейфа на точность датчиков благодаря встроенному алгоритму температурной компенсации.С точки зрения объединения и вывода данных, система M5000 демонстрирует превосходную инженерную применимость. Система объединяет трехосевой волоконно-оптический гироскоп и гибкий кварцевый акселерометр, что позволяет осуществлять глубокое объединение данных с несколькими датчиками, такими как доплеровский датчик скорости (DVL) и GNSS-приемники, с максимальной частотой вывода 200 Гц. Даже в случае временного прерывания передачи данных от DVL система может поддерживать стабильные вычисления в чисто инерциальном режиме навигации, гарантируя, что автономный подводный аппарат не «заблудится» в сложных гидрологических условиях.«M5000 — это не просто навигационный блок, он служит «глазами» и «рулём» автономного подводного аппарата в глубоководных условиях», — сказал руководитель проекта компании Micro-Magic Inc. «Мы оптимизировали алгоритм фильтрации и модель компенсации ошибок специально для глубоководных применений, обеспечивая высокую точность и стабильность даже при длительной эксплуатации. Успех этого испытания подтверждает нашу техническую компетентность и инженерные возможности в области высокоточной навигации в глубоководных районах». 

Пульсации напряжения питания, или просто пульсации, — это периодические колебания напряжения или тока в источнике питания. Эти колебания представляют потенциальную угрозу для стабильной работы электрооборудования. Чрезмерные пульсации напряжения питания могут снизить эффективность преобразования энергии в системе, увеличить тепловыделение, а в тяжелых случаях привести к нестабильности системы или даже повреждению микросхемы. Поэтому при проектировании понижающей схемы (BUCK) необходимо принимать меры для уменьшения пульсаций напряжения питания, чтобы обеспечить стабильность системы.Ниже приведены некоторые распространенные методы снижения пульсаций в понижающем преобразователе напряжения:Увеличьте индуктивность и выходной конденсатор для фильтрации.Согласно формуле импульсных источников питания, величина колебаний тока внутри индуктора обратно пропорциональна значению индуктивности, а пульсации на выходе обратно пропорциональны значению выходной емкости. Следовательно, увеличение значений индуктивности и выходной емкости может уменьшить пульсации.Рисунок 1. Ток индуктора.На рисунке 1 выше показана форма тока в индукторе L импульсного источника питания. Пульсация тока ΔI может быть рассчитана по следующей формуле. На основе баланса вольт-секунд и других параметров видно, что увеличение значения индуктора L или увеличение частоты переключения может уменьшить колебания тока в индукторе. Аналогично, соотношение между пульсациями на выходе и выходной емкостью: Vripple = Imax/(Co × fsw). Видно, что увеличение значения выходной емкости может уменьшить пульсации. Обычно в качестве выходного конденсатора используются алюминиевые электролитические конденсаторы для достижения большой емкости. Однако электролитические конденсаторы не очень эффективны в подавлении высокочастотных помех, и их эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) относительно велико. Поэтому для компенсации недостатков алюминиевых электролитических конденсаторов параллельно с ними подключают керамический конденсатор. При работе импульсного источника питания входное напряжение Vin остается постоянным, но ток изменяется в зависимости от положения ключа. При запуске источника питания или резком изменении нагрузки необходим входной конденсатор в качестве временного источника энергии для компенсации мгновенного падения входного напряжения. Обычно конденсатор подключается параллельно к входному клеммному разъему (рядом с ключом в понижающем преобразователе) для обеспечения тока. Входной конденсатор также подавляет пульсации и электромагнитные помехи (ЭМП) от предыдущего источника питания. После применения вышеуказанного решения импульсный источник питания типа BUCK показан на рисунке ниже:Рисунок 2. Топология BUCK.Описанный выше подход оказывает ограниченное влияние на снижение пульсаций. Из-за ограничений по размерам индуктор не может быть очень большим; увеличение выходного конденсатора до определенного уровня не оказывает существенного влияния на снижение пульсаций; а увеличение частоты переключения приведет к увеличению потерь при переключении.Фильтрация на втором этапе включает добавление еще одного жидкостного фильтра.LC-фильтры эффективно подавляют шум и пульсации. Выбирая соответствующие индукторы и конденсаторы для построения фильтрующей схемы в зависимости от частоты пульсаций, которые необходимо удалить, можно, как правило, значительно уменьшить пульсации. Однако в этом случае необходимо учитывать точку дискретизации напряжения обратной связи.Рисунок 3Выбор точки выборки до LC-фильтра (Па) приведет к снижению выходного напряжения. Это связано с тем, что любой индуктор имеет сопротивление постоянному току, и при подаче тока на индуктор происходит падение напряжения, что приводит к снижению выходного напряжения источника питания. Кроме того, это падение напряжения изменяется в зависимости от выходного тока. Выбор точки выборки после LC-фильтра (Пб) обеспечит желаемое выходное напряжение. Однако это вводит в систему питания индуктор и конденсатор, что потенциально может повлиять на стабильность контура.После понижающего преобразователя (BUCK) подключите LDO-фильтр.Наиболее распространенная комбинация — BUCK+LDO, которая является наиболее эффективным способом снижения пульсаций и шума. Она обеспечивает постоянное выходное напряжение без необходимости внесения изменений в исходную систему обратной связи, но при этом снижает общую эффективность системы питания и является наиболее дорогой. Ключевым показателем для LDO является PSRR (коэффициент подавления помех от источника питания), который количественно определяет степень передачи изменений на входе на выход. После прохождения через LDO пульсации при переключении обычно составляют менее 10 мВ.Разводка печатной платы импульсного источника питания также имеет решающее значение для снижения пульсаций. Неправильное размещение компонентов, ненадлежащее заземление или расположение критически важных дорожек вблизи чувствительной к переключателю области могут привести к увеличению пульсаций и высокочастотного шума.

Недавно компания Micro-Magic Inc., поставщик MEMS-технологий, запустила свою новую продукцию. U4930 серия высокоточных Инерциальный измерительный модуль (ИМУ) на основе микроэлектромеханических системБлагодаря превосходным базовым характеристикам, прочной и компактной конструкции, а также ключевому рыночному позиционированию, позволяющему стать совместимым и модернизированным вариантом для классического инерциального измерительного блока Honeywell HG4930, этот продукт быстро привлек внимание интеграторов в областях промышленных дронов, высокоточной навигации, автономного вождения и мобильной съемки.Философия проектирования U4930 предельно ясна: обеспечить более конкурентоспособные характеристики, сохраняя при этом физическую форму и электрический интерфейс, аналогичные широко используемому в отрасли HG4930. Его внешние размеры составляют 64,8 × 47 × 35,3 миллиметра, вес — около 130 граммов, а потребляемая мощность в установившемся режиме — менее 2 Вт. Эти характеристики позволяют ему органично вписываться в системное пространство и архитектуру питания, изначально разработанную для HG4930, что значительно снижает затраты на механическое и электрическое проектирование для пользователей при замене или модернизации продукции. На уровне производительности U4930 продемонстрировал комплексные улучшения. Он объединяет высокопроизводительные трехосевые MEMS-гироскопы и акселерометры и обеспечивает точную компенсацию во всем диапазоне температур благодаря внутренним алгоритмам. Диапазон измерения его гироскопа может достигать ±500°/с, что лучше, чем ±400°/с у HG4930; диапазон его акселерометра достигает ±30g. Что еще более важно, его высокоточные характеристики — стабильность смещения гироскопа 0,3°/ч (сглаживание за 10 секунд) и угловое случайное блуждание всего 0,02°/√ч — позволяют ему соответствовать требованиям высокоточных приложений измерения ориентации. В то же время модуль поддерживает скорость вывода данных до 2000 Гц и оснащен антивибрационной и ударопрочной конструкцией, обеспечивая надежность и передачу данных в реальном времени в условиях высокой динамики и жесткой среды. U4930 использует дифференциальный интерфейс связи RS422 и поддерживает настраиваемый через программное обеспечение хост-компьютера протокол связи, включая поддержку синхронизации данных времени GPS/GNSS и сигналов импульсов в секунду (PPS), что обеспечивает совместимость с HG4930 в логике системной интеграции. Существующие алгоритмы обработки данных и навигации пользователей могут плавно перейти на него. Компания Micro-Magic прямо указала в информации, что продукт разработан для «совместимости с HG4930», предоставляя практичный и осуществимый технический путь для существующих пользователей HG4930, стремящихся к диверсификации цепочки поставок, оптимизации затрат или повышению производительности.  Серия U4930 предлагает три различных уровня точности моделей: A, B и C, охватывающие различные потребности — от передовых научных исследований до промышленного применения. Ее появление знаменует собой возможность прямого сравнения с международными продуктами, занимающими лидирующие позиции в ключевой области высокоточных инерциальных измерений MEMS, а благодаря точной совместимости она предоставляет пользователям более гибкие и выгодные варианты решений. U4930  

Compared with traditional accelerometers, quartz flexible accelerometers have higher accuracy and reliability. Its high precision can be reflected in the accuracy of data, while its reliability can be reflected in the stability and lifespan of equipment operation. In addition, due to the insensitivity of quartz crystals to temperature and time changes, quartz accelerometers are also more capable of ensuring long-term and stable operation than other accelerometers. Quartz flexible accelerometers have become core sensors in aerospace, defense, industrial monitoring, and other fields due to their ultra-high precision, strong impact resistance, and extreme environmental adaptability. Aerospace and Space Exploration   In spacecraft docking missions, quartz accelerometers are used to detect μg (microgravity) level acceleration, providing real-time velocity increment and attitude adjustment data to ensure docking accuracy. When the spacecraft returns to the atmosphere, it needs to withstand a high overload of 3-5g while maintaining measurement stability.  When used for satellite attitude adjustment and rocket launch monitoring tasks, quartz flexible accelerometers can achieve an accuracy of 60 μg with zero bias repeatability and withstand 1000g instantaneous impact (such as rocket separation). Meanwhile, the quartz flexible accelerometer can provide gravity field data for the lander, supporting precise soft landing. In space microgravity experiments, quartz flexible accelerometers are used to measure the six degree of freedom motion of loads, with an accuracy of "observing hair falling to the ground" level to eliminate vibration interference.   National Defense and Military Equipment    The inertial navigation system of long-range ballistic missiles and tactical missiles relies on quartz accelerometers to maintain scale factor stability (<30ppm) in impact environments of 500-1000g, ensuring ballistic accuracy. For example, it needs to withstand 100g/5ms half sine wave impact, which is suitable for high overload at the moment of missile launch. In the application of armored vehicles and drones, the stability control of tanks and armored vehicles needs to continuously output reliable data in a vibration environment (20-2000Hz random vibration). The drone navigation system utilizes the low-power (<480mW) and lightweight (<65g) characteristics of quartz flexible accelerometers to extend range and enhance maneuverability. Industrial and Infrastructure Safety Monitoring   Quartz accelerometers are applied in monitoring landslides and debris flows, capturing surface micro deformations with a resolution of μg to achieve early geological hazard warning. In deformation monitoring of bridges and high-speed railways, quartz flexible accelerometers can provide long-term stability (monthly drift<50 μg) and reduce maintenance costs. In the field of energy exploration, oil drilling measurement systems (such as wireless inclinometers) rely on their high temperature resistance (185℃) to provide inclination data in high-pressure impact environments underground. Unique Advantages Support High Demand Scenarios The core advantages of quartz flexible accelerometers lie in their ultra-high accuracy and long-term stability, with scale factor drift reaching ppm level and zero bias stability reaching μg/√h level. Taking the AC-3 series quartz flexible accelerometer produced by Micro-Magic Inc as an example: Parameters AC-3A AC-3B AC-3C Unit Threshold /Resolution 5 5 5 μg Bias drift (1σ, one month) ≤15 ≤50 ≤50 μg Repeatability of scale factor (1σ, one month) ≤15 ≤50 ≤50 ppm Bias thermal coefficient ≤ ±15 ≤ ±50 ≤ ±50 μg/℃ Scale factor thermal coefficient ≤ ±15 ≤ ±80 ≤ ±50 ppm/℃   Quartz flexible accelerometers have excellent impact resistance. Its high hardness fused silica integrated structure and frictionless flexible design enable it to withstand 1000g/0.5ms half sine impact, which is far superior to ordinary MEMS sensors. Taking the AC-4 series products produced by Micro-Magic Inc as an example: Parameters AC-4A AC-4B AC-4C Unit Shock 500g 1000g 1000g 0.5ms, 1/2sin Vibration peak sin (@30~500Hz) 25 25 25 g   Quartz flexible accelerometers exhibit excellent environmental adaptability over a wide temperature range, such as . The extremely low thermal expansion coefficient and symmetrical structure of quartz material result in minimal temperature drift (as low as ppm/° C), making it a reliable choice for high-precision measurement in extreme temperature environments such as aerospace and military. Taking the AC-6 series products produced by Micro-Magic Inc as an example: Parameters AC-6A AC-6B Unit Bias thermal coefficient ≤ ±80 ≤ ±150 μg/℃ Scale factor thermal coefficient ≤100 ≤200 ppm/℃ Temperature range (Operating) -40 ~ +150 -40 ~ +150 ℃ Temperature range (Saved) -60 ~ +180 -60 ~ +180 ℃   Conclusion   With its excellent precision, outstanding long-term stability, and outstanding resistance to extreme environments, quartz flexible accelerometers have firmly established their position as the core device for precise monitoring in the aerospace and military industry. It plays an irreplaceable key role in high-precision inertial navigation, aircraft attitude control, and various precision measurement tasks.

Резистор с нулевым сопротивлением, также известный как перемычка, — это резистор специального назначения. На самом деле резистор с нулевым сопротивлением не имеет нулевого сопротивления; это резистор с очень малым значением сопротивления. Поскольку он имеет значение сопротивления, он имеет те же допуски и точность, что и обычные резисторы для поверхностного монтажа. В проектировании печатных плат, когда две точки не могут быть соединены с помощью печатных плат, на лицевой стороне часто используется перемычка. Это часто встречается на обычных платах. Для обеспечения надлежащего функционирования автоматических машин для установки компонентов и автоматических машин для вставки компонентов вместо перемычек используются резисторы с нулевым сопротивлением. Функции резистора с нулевым сопротивлением заключаются в следующем: 1. Он не выполняет никаких функций в схеме; он используется на печатной плате только для упрощения отладки или обеспечения совместимости конструкции. 2. Его можно использовать в качестве перемычки для предотвращения высокочастотных помех, вызванных контактами перемычки (в режиме антенны). 3. Если параметры согласующей цепи неясны, в качестве замены можно использовать резистор с нулевым сопротивлением. В процессе отладки параметры определяются, а затем в качестве замены используется компонент с определенным значением. 4. Резистор с нулевым сопротивлением (0 Ом) на самом деле является очень малым резистором. Чтобы измерить потребляемый ток в определенной части цепи, подключите резистор с нулевым сопротивлением и амперметр. Это позволит удобно измерять потребляемый ток и использовать его для измерения больших токов. 5. При трассировке, если проложить схему невозможно, можно добавить резистор с нулевым сопротивлением в качестве перемычки. 6. При воздействии высокочастотных сигналов он может выступать в качестве индуктора или конденсатора (в зависимости от характеристик внешней цепи). Индукторы в основном используются для решения проблем электромагнитной совместимости, например, между землей и землей, источником питания и контактными площадками микросхем. 7. Одноточечное заземление, означающее, что защитное заземление, рабочее заземление и заземление постоянного тока разделены на оборудовании, и каждое из них становится независимой системой. 8. Для защиты цепи он может выступать в качестве недорогого предохранителя. 9. Используется для токовых петель при мостовом соединении. Когда заземляющая плоскость разделена, кратчайший обратный путь для сигналов прерывается. Сигнальная петля должна затем обходить препятствие, создавая большую площадь петли. Это усиливает влияние электрических и магнитных полей, что облегчает возникновение помех или возникновение помех для других устройств. Подключение резистора с нулевым сопротивлением к разделенной области обеспечивает более короткий обратный путь и уменьшает помехи. 10. В схемах со смешанными сигналами, таких как цифровые и аналоговые схемы, часто требуется, чтобы два заземления были разделены и соединены в одной точке. Вместо прямого соединения этих двух заземлений можно использовать резистор с нулевым сопротивлением. 11. При проектировании схем следует избегать использования перемычек и DIP-переключателей. Иногда пользователи могут изменять настройки, что легко может привести к недоразумениям. Для снижения затрат на обслуживание вместо перемычек следует припаивать к плате резисторы с нулевым сопротивлением.

В промышленных условиях для экономии на кабельной разводке обычно используется двухпроводная система 4-20 мА. Эта система использует два провода для одновременного питания полевого датчика/передатчика и передачи аналогового сигнала. Известно, что для работы цепи датчика/передатчика требуется определенный ток; следовательно, структура цепи, использующей этот метод, должна быть маломощной. Нулевой ток 4 мА обеспечивает запуск и нормальную работу устройства. Передача аналогового сигнала осуществляется путем динамической регулировки цепи источника постоянного тока, чтобы обеспечить поддержание общего тока в контуре точно в диапазоне от 4 мА до 20 мА.Рисунок 1. Схема регулирования постоянного тока и напряжения.Рисунок 2. Схема внутренней структуры LM317.На рисунке 1 показана схема стабилизатора постоянного тока, построенная на основе микросхемы BL317, представляющей собой маломощную схему источника постоянного тока, точно регулирующую выходной ток до 3,8 мА. Схема обеспечивает поддержание постоянного тока, протекающего через U1, на уровне 3,8 мА, предотвращая колебания тока при изменении нагрузки. Как показано на схеме внутренней структуры LM317 на рисунке 2, напряжение между Vout и ADJ остается стабильным на уровне приблизительно 1,25 В во время нормальной работы, поэтому ток I1 через резистор R1 также остается постоянным. Направление тока указано стрелками, из которых можно вывести следующее соотношение: I2 = I1 + IАДЖгде яАДЖ I2 составляет 50 мкА и им можно пренебречь. Следовательно, I2 приблизительно равно I1, т.е. I2 ≈ I1 = 1,25 В/330 Ом = 3,8 мА.На следующем этапе схемы на рисунке 1 используется маломощный диод опорного напряжения LM385-2.5 для обеспечения стабилизированного питания 2,5 В для маломощной системы. LM385-2.5 работает в диапазоне токов от 20 мкА до 20 мА и отличается чрезвычайно низким динамическим сопротивлением и превосходной температурной стабильностью. Схема также умело использует характеристики прецизионного источника опорного напряжения TL431, закоротив вывод опорного напряжения 1 и катодный вывод 2 TL431 и соединив их последовательно со схемой. В этой конфигурации падение напряжения между анодом и катодом TL431 составляет 2,5 В, что обеспечивает выходное напряжение на источнике постоянного тока I2 равным 5 В. Это напряжение может обеспечивать питание схемы обработки сигнала.

На решающем этапе глобального развития беспилотных систем в направлении интеллекта, роевого управления и высокой точности, производительность основных датчиков стала критическим узким местом, ограничивающим возможности системы. Недавно компания Micro-Magic, ведущий разработчик и производитель инерциальных датчиков, официально представила новое поколение тактические одноосевые MEMS гироскопические датчикиЭта линейка продуктов, оптимизированная для глубокой интеграции с БПЛА, наземными беспилотными аппаратами, надводными аппаратами и различными роботизированными платформами, призвана обеспечить надежную и точную основу для распознавания движений в высокодинамичных, высокоавтономных беспилотных системах следующего поколения, обеспечивая стабильную работу и интеллектуальное принятие решений в сложных условиях. Новая серия микросхем включает в себя несколько моделей, в том числе MG-101/102, MG-401, MG-501, MG-2001 и MG-4001/4002. Благодаря унифицированному миниатюрному керамическому корпусу (10×10×3,5 мм, вес 1,5 грамма) и полностью цифровому выходу, она предлагает комплексное решение, обеспечивающее как сверхвысокую точность, так и сверхширокий динамический диапазон. Ее технические характеристики напрямую отвечают жестким требованиям беспилотных систем в различных сценариях: будь то экстремальные маневры гоночных дронов со скоростью до ±4000°/с, стабильное измерение мельчайших угловых скоростей в пределах ±100°/с для подводных аппаратов в течение десятков часов или надежные и точные данные об угловой скорости, предоставляемые этой серией в условиях пересеченной местности, подверженной постоянным ударам и вибрациям, для беспилотных аппаратов.На решающем этапе глобального развития беспилотных систем в направлении интеллекта, роевого управления и высокой точности производительность основных датчиков стала критическим узким местом, ограничивающим возможности системы. Недавно компания Micro-Magic, ведущий разработчик и производитель инерциальных датчиков, официально представила новое поколение одноосевых MEMS-гироскопических датчиков тактического класса. Эта линейка продуктов, оптимизированная для глубокой интеграции с БПЛА, беспилотными наземными аппаратами, надводными беспилотными аппаратами, подводными беспилотными аппаратами и различными роботизированными платформами, призвана обеспечить надежную и точную основу для определения движения для высокодинамичных, высокоавтономных беспилотных систем следующего поколения, обеспечивая стабильную работу и интеллектуальное принятие решений в сложных условиях.  Новая серия микросхем включает в себя несколько моделей, в том числе MG-101/102, MG-401, MG-501, MG-2001 и MG-4001/4002. Благодаря унифицированному миниатюрному керамическому корпусу (10×10×3,5 мм, вес 1,5 грамма) и полностью цифровому выходу, она предлагает комплексное решение, обеспечивающее как сверхвысокую точность, так и сверхширокий динамический диапазон. Ее технические характеристики напрямую отвечают жестким требованиям беспилотных систем в различных сценариях: будь то экстремальные маневры гоночных дронов со скоростью до ±4000°/с, стабильное измерение мельчайших угловых скоростей в пределах ±100°/с для подводных аппаратов в течение десятков часов или надежные и точные данные об угловой скорости, предоставляемые этой серией в условиях пересеченной местности, подверженной постоянным ударам и вибрациям, для беспилотных аппаратов.MG401М-QMG07М3Г-220

Известно, что для повышения помехоустойчивости систем связи интерфейсы RS485, CAN-шина, USB и Ethernet используют дифференциальную передачу сигналов. Дифференциальная передача — это метод передачи сигналов, отличающийся от традиционного подхода с использованием одной сигнальной линии. При дифференциальной передаче сигналы передаются по двум линиям, причем эти два сигнала имеют одинаковую амплитуду, но противоположные фазы. Сигналы, передаваемые по этим двум линиям, называются дифференциальными сигналами. Дифференциальный сигнал использует числовое значение для представления разницы между двумя физическими величинами. Дифференциальные сигналы также называются сигналами дифференциального режима, в отличие от сигналов синфазного режима. На рисунке 1 показаны формы сигналов передачи дифференциальных сигналов V+ и V- по сигнальным линиям и формы сигналов анализа данных на приемном конце.Рисунок 1. Форма дифференциального сигнала.Использование дифференциальной сигнализации для передачи данных, хотя и увеличивает сложность соответствующих интерфейсных цепей, обеспечивает следующие три преимущества:1. Поскольку вы управляете «опорным» напряжением, слабые сигналы легко идентифицируются. В однополярной сигнальной системе, использующей землю в качестве опорного напряжения, точность измеренного сигнала зависит от стабильности «земли» в системе. Чем дальше источник сигнала и приемник находятся друг от друга, тем выше вероятность различий в значениях их локального напряжения заземления. Значение сигнала, восстановленного из дифференциального сигнала, в значительной степени не зависит от точного значения «земли»;2. Он обладает высокой устойчивостью к внешним электромагнитным помехам (ЭМП). Источник помех воздействует на каждый конец дифференциальной сигнальной пары практически в одинаковой степени. Поскольку разность напряжений определяет значение сигнала, любые одинаковые помехи, возникающие на обоих проводниках, будут игнорироваться. Помимо меньшей чувствительности к помехам, дифференциальные сигналы генерируют меньше ЭМП, чем однополярные сигналы;3. В системе с однополярным питанием она легко и точно обрабатывает «биполярные» сигналы. Для обработки биполярных сигналов в однополярной системе с однополярным питанием необходимо установить виртуальную землю на некотором произвольном напряжении между землей и шиной питания (обычно в средней точке). Напряжения выше виртуальной земли представляют положительные сигналы, а напряжения ниже виртуальной земли — отрицательные. Затем виртуальная земля должна быть правильно распределена по всей системе. При дифференциальной передаче сигналов такая виртуальная земля не требуется, что позволяет обрабатывать и передавать биполярные сигналы с высокой точностью, не полагаясь на стабильность виртуальной земли.