Search

Робота присвячена проблематицi апаратно-програмної реалiзацiї пристроїв магнiтного трекiнгу для високоточного визначення положення об’єктiв в просторi, зокрема в концепцiях вiртуальної та доповненоїреальностi. Базовий принцип методу магнiтного трекiнгу базується на розрахунку положення об’єктiв за результатами динамiчного вимiрювання вектора iндукцiї опорних магнiтних полiв. Такi опорнi магнiтнiполя формуються актюаторними котушками в низькочастотному спектрi електромагнiтного випромiню вання. Суттєвими перевагами систем магнiтного трекiнгу вiдносно систем оптичних систем є можливiстьфункцiонування поза зоною прямого бачення. Вiдносно систем iнерцiального трекiнгу перевагами систем магнiтного трекiнгу є можливiсть високоточного вимiрювання координат та вiдсутнiсть похибок, щовиникають внаслiдок часового дрейфу сигналiв акселерометрiв та гiроскопiв. Проте, сфера застосувань систем магнiтного трекiнгу є обмеженою. Це обумовлено паразитним впливом на результат вимiрюванняджерел стороннiх електромагнiтних завад та металiчних предметiв, якi спотворюють опорнi поля. В данiй роботi вирiшується задача розроблення сигнального тракту пристроїв магнiтного трекiнгу просторовогоположення. Проблемами, що обумовили цю задачу, є необхiднiсть забезпечення широкого дiапазону змiни сигналiв (до 120 dB) та високої завадостiйкостi вимiрювання при специфiчних умовах експлуатацiї. Запропонованi рiшення направленi на пiдвищення точностi та розширення зони вимiрювання просторового положення, а їх новизною є алгоритм завадостiйкого перетворення при динамiчному перемиканнi параметрiв сигнального тракту. Враховуючи вимоги до сучасних радiоелектронних пристроїв, сигнальний тракт реалiзовано на концепцiї програмованих систем на кристалi PSoC, Cypress Semiconductor. Представлено вибiр та конфiгурування компонентiв сигнального тракту, результати SPICE модельних дослiджень та приклад практичної реалiзацiї.

Стаття присвячена проблемам розвитку сенсорної електроніки у відповідності до концепцій "Лабораторія на чіпі" (Lab-on-Chip), "Програмована система на кристалі" (Programmable System-on-Chip) та "Інтернет речей" (Internet of Things). Вирішується задача функціонального інтегрування, основою якої є поєднання в одному пристрої декількох взаємодоповнюючих методів вимірювання. Новизною отриманих результатів є реалізація сенсорного пристрою термомагнітного аналізу на однокомпонентній структурі латерального магнітотранзистора. Показано, що перевагою побудови in-situ сенсорів термомагнітного аналізу на основі магнітотранзисторів є мультипараметричність їх pежимів роботи. Ця перевага створює можливості реалізації термомагнітних однокомпонентних вимірювальних перетворювачів з розширеними функціональними можливостями, а саме, вимірювання магнітного поля, керованого нагріву та вимірювання температури. Керування процесами вимірювання з функціональним in-situ інтегруванням здійснюється сигнальним перетворювачем, який містить аналоговий фронт-енд та мікроконтролер керування. На відміну від типових рішень сигнального перетворення на магнітотранзисторах, запропонована схема дозволяє перейти від двофазного типу вихідного сигналу магнітотранзистора у виді різницевої напруги до ефективнішого для вирішуваної задачі рішення з однофазним вихідним сигналом. Таке рішення особливо важливе в схемах з низьковольтним однополярним живленням, що є вимогою до пристроїв Інтернету речей. Сигнальний перетворювач реалізовано на платформі програмованої системи на кристалі PSoC CY8CKIT-059 PSoC 5LP Prototyping Kit. Інформативна величина температури визначається температурною залежністю падіння напруги на прямозміщених p-n переходах магнітотранзистора. Представлені результати апаратно-програмної реалізації сигнального перетворювача. Галузь застосування представленого вимірювального перетворювача – сенсорні пристрої термомагнітного аналізу для матеріалознавства, біофізики та медицини.