LDC1000數(shù)據(jù)手冊(cè)中文版

1、ldc1000電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器1、特性：磁自由操作可調(diào)式感測(cè)范圍（通過線圈的設(shè)計(jì)）降低系統(tǒng)成本遠(yuǎn)程傳感器的位置（從惡劣環(huán)境的解耦LDC）高耐久性（通過接觸較少的操作）環(huán)境干擾不敏感（如灰塵，灰塵，水，油）電源電壓，模擬：4.75V至5.25V電源電壓，IO：1.8V至5.25V電源電流（W/O LC Tank）：1.7毫安RP分辨率：16位分辨率：24位頻率范圍：5Khz5Mhz2、應(yīng)用程序的操作模式。一個(gè)SPI接口簡(jiǎn)化了連接到單片機(jī)。線控系統(tǒng)齒輪齒數(shù)流量計(jì)按鈕開關(guān)筆記本電腦游戲控制器多功能打印機(jī)數(shù)碼相機(jī)醫(yī)療設(shè)備LDC1000該集成電路可通過靜電放電損壞。德克薩斯儀器公司建議所有集成電路的處理適

2、當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。不遵守正確的搬運(yùn)和安裝程序，可能導(dǎo)致?lián)p壞。ESD損害可以從細(xì)微的性能下降到完整的設(shè)備故障范圍。精密集成電路可能更容易受到損害，因?yàn)榉浅Ｐ〉膮?shù)變化可能導(dǎo)致設(shè)備無法滿足其公布的規(guī)格。 Multi-Function Printers Gear-Tooth Counting Push-Button Switches Notebook Computers引腳定義引腳名稱引腳號(hào)引腳類型功能SCLK1數(shù)字輸出SPI的時(shí)鐘輸入。SCLK是用于時(shí)鐘輸入輸出數(shù)據(jù)到芯片CSB2數(shù)字輸入SPI CSB。多個(gè)器件可以連接在同一總線和CSB可以用來選擇將連通裝置SDI3數(shù)字輸入SPI從屬數(shù)據(jù)（掌握了奴隸）

3、。這應(yīng)該是連接到主了奴隸的大師VIO4電源數(shù)字IO電源SDO5數(shù)字輸出SPI從屬數(shù)據(jù)（主在奴隸）。SPI Slave Data Out (Master In Slave Out).It is high-z when CSB is highDGND6地?cái)?shù)字地CFB7模擬LDC濾波電容器CFA8模擬LDC濾波電容器INA9模擬源語言可能是:英語External LC Tank. Connected to external LC tank外部LC諧振。連接到外部LC諧振INB10模擬外部LC諧振。連接到外部LC諧振GND11地模擬地VDD12電源電源CLDO13模擬LDO的旁路電容器。一個(gè)56nf電

4、容應(yīng)該從這個(gè)引腳連接到GNDTBCLK/XIN14數(shù)字輸入/模擬外部時(shí)間基準(zhǔn)時(shí)鐘/晶體。一個(gè)外部時(shí)鐘或晶體可以連接XOUT15模擬外部時(shí)間基準(zhǔn)時(shí)鐘/晶體。一個(gè)外部時(shí)鐘或晶體可以連接INTB16數(shù)字輸出可配置的中斷。此引腳可配置成在3種不同的方式通過編程int銷模式寄存器。無論是閾值檢測(cè)，喚醒，或drdybDAP17地連接到GND絕對(duì)最大額定值推薦的操作條件電氣特性所有的限制保證TA =溫度Tj = 25C，VDD = 5.0V，VIO = 3.3VLDC外部時(shí)鐘或晶體的頻率計(jì)數(shù)器時(shí)序圖除非另有說明，在TA = 25C指定的所有限制，VDD的= 5 = 3.3，暴力，10pF電容負(fù)載并聯(lián)SDO

5、10K負(fù)荷。指定設(shè)計(jì)；不生產(chǎn)測(cè)試LDC操作理論感應(yīng)：交流電流通過線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)。如果一個(gè)導(dǎo)電材料，如金屬目標(biāo)，納入線圈附近的磁場(chǎng)，這將導(dǎo)致循環(huán)電流（渦流）上靶的表面。這些渦流的作用距離，大小，和目標(biāo)組成。這些渦流產(chǎn)生自己的磁場(chǎng)，它與原來的場(chǎng)線圈相反。這種機(jī)制是最好的相比，一個(gè)變壓器，其中線圈是主要的核心和渦流是次核心。兩纖芯間的電感耦合取決于距離和形狀。因此，電阻和次級(jí)鐵芯的電感（渦流），顯示為一個(gè)遙遠(yuǎn)的依賴性和在一次側(cè)感應(yīng)元件（線圈）。下圖顯示一個(gè)簡(jiǎn)化的電路模型。與金屬靶的電感器渦電流所產(chǎn)生的表面上的目標(biāo)可以被建模為一個(gè)變壓器，如圖8所示的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間的耦合是一個(gè)函數(shù)的距離和導(dǎo)

6、線的特性。在圖8，電感線圈的電感Ls，RS是線圈的寄生串聯(lián)電阻的電感L（d），這是一個(gè)距離函數(shù)，是金屬靶耦合電感。同樣，R（D）是渦流的寄生電阻。只是一個(gè)電感器產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，會(huì)消耗大量的電力。這種力量消費(fèi)可以通過增加一個(gè)并聯(lián)電容減小，把它變成一個(gè)諧振器，如圖9所示。在這種方式降低了功耗，渦流和電感損耗RS + R（D）只有。該ldc1000不測(cè)量串聯(lián)電阻直接；而是措施的等效并聯(lián)諧振阻抗RP（見圖10）。這種表示是相當(dāng)于圖10中所示，在并聯(lián)諧振阻抗RP（D）由下式給出：RP（D）=（1（ RS + R（D）*（ LS + L（d）C.RP =（1 / RS）（L / C）。圖10。與LC并聯(lián)等效

7、電阻箱的RS。LDC1000圖11顯示了RP的變化作為一個(gè)直徑14mm PCB線圈的距離的函數(shù)（23圈，4密耳軌跡寬度，間距4mil微量，1盎司銅厚，F(xiàn)R4）。目標(biāo)是一個(gè)不銹鋼2mm厚。與ldc1000測(cè)量并聯(lián)諧振阻抗、電感：ldc1000是電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器，同時(shí)測(cè)量阻抗和共振的LC諧振頻率。它完成這個(gè)任務(wù)通過調(diào)節(jié)閉環(huán)振蕩振幅配置一個(gè)恒定的水平，同時(shí)監(jiān)測(cè)的諧振器的能量耗散。通過監(jiān)測(cè)在諧振腔注入功率量，可以確定的ldc1000 RP的值；它返回的是數(shù)字的值是成反比的RP。此外，還可測(cè)量的ldc1000振蕩的LC電路的頻率；這個(gè)頻率是用來確定LC電路的電感。振蕩頻率是一個(gè)數(shù)字值返回。該ldc1000

8、支持廣泛的LC組合，振蕩頻率范圍為5kHz5MHz和RP的范圍從798到3.93m。這一系列的RP可以被看作是一個(gè)最大的輸入范ADC。如圖11所示，RP的范圍通常是一個(gè)比最大輸入范圍小得多，通過ldc1000支持。在所需的感應(yīng)范圍內(nèi)獲得更好的分辨率，提供了ldc1000可編程輸入范圍通過rp_min和rp_max寄存器。指的是RP min和RP計(jì)算討論如何設(shè)置這些寄存器。當(dāng)傳感器的諧振阻抗RP低于程序rp_min，LDC的反相輸出將夾在滿量程輸出。這種情況可以發(fā)生在目標(biāo)靠近線圈。諧振阻抗可以從數(shù)字輸出代碼如下計(jì)算：RP =（rpmaxrpmin）/（rpmin（1-y）+ rpmaxY）圖13

9、和圖14below表明RMS噪聲隨距離和直方圖的噪聲的變化，與在從傳感器線圈0.8mm距離目標(biāo)。數(shù)據(jù)收集與14mm PCB線圈（23圈，4密耳的痕跡寬度，間距4mil微量，1盎司銅厚，F(xiàn)R4）的一個(gè)傳感范圍1.125mm 0.125mm。在一個(gè)距離為0.8mm，RMS噪聲是約250nm。電感測(cè)量：ldc1000措施的一個(gè)頻率計(jì)數(shù)器的振動(dòng)傳感器的頻率。頻率計(jì)數(shù)器定時(shí)由一個(gè)外部時(shí)鐘或晶體。無論是外部時(shí)鐘（8MHz的典型）從微控制器可以提供在tbclk銷或晶體可以被連接到XTALIN和XTALOUT引腳。時(shí)鐘模式通過控制時(shí)鐘配置寄存器（地址0x05）。該傳感器的諧振頻率是來自頻率計(jì)數(shù)器寄存器的值（通

10、過0x25看到寄存器0x23）如下：傳感器的頻率，fsensor =（1 / 3）（FEXT / fcount）（響應(yīng)時(shí)間）在遠(yuǎn)端串?dāng)_是外部時(shí)鐘或晶體的頻率，fcount從頻率得到的值計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器（地址0x23,0x24,0x25），和響應(yīng)時(shí)間是編程的響應(yīng)時(shí)間（參見LDC配置寄存器，地址0x04）電感可以計(jì)算如下：L = 1 / C（2* fsensor）*（2* fsensor），輸出數(shù)據(jù)速率：ldc1000輸出數(shù)據(jù)的速率取決于傳感器的頻率，在發(fā)達(dá)國(guó)家fsensor和“響應(yīng)時(shí)間”字段配置寄存器（地址：0x04）。輸出數(shù)據(jù)率=（fsensor）/（響應(yīng)時(shí)間3），樣本每秒（SPS）選擇濾波電

11、容器（CFA和CFB引腳）濾波電容的ldc1000操作的關(guān)鍵。電容器應(yīng)采用低泄漏，溫度穩(wěn)定的，它必須不產(chǎn)生任何壓電噪聲（許多電容的介電材料具有壓電任何這樣的噪聲耦合直接通過反相到轉(zhuǎn)換器的特性）。最佳電容值的范圍從20pF 100nF。電容的值是基于常數(shù)和共振的時(shí)間的LC諧振頻率。如果一個(gè)陶瓷電容器，然后C0G（或NP0）級(jí)介質(zhì)的額定電壓應(yīng)推薦；是10V。連接CFA和循環(huán)流化床的電容器的痕跡，應(yīng)盡可能短，以盡量減少寄生的。為獲得最佳性能，選擇濾波電容，連接銷CFA和流化床之間，需要盡可能的小，但足夠大，使得有源濾波器的不飽和的。這個(gè)電容的大小取決于傳感線圈的時(shí)間常數(shù)，這是由L / RS，RS =

12、（L =電感，串聯(lián)電阻在振蕩頻率的電感）。較大時(shí)間常數(shù)越大，濾波電容是必需的。因此，這個(gè)時(shí)間常數(shù)達(dá)到最大時(shí)，在感應(yīng)線圈前沒有目標(biāo)。下面的過程可以用來找到最佳的濾波電容：1。從一個(gè)大的濾波電容器。對(duì)鐵氧體磁芯線圈，10nF通常是足夠大的。一種空氣線圈或電路板線圈，100pF通常是足夠大的。2。功率對(duì)LDC，設(shè)置所需的寄存器的值。通過確保在減少渦流損失是目標(biāo)和傳感線圈之間的最大間隙。3。觀察信號(hào)的使用范圍CFB引腳。因?yàn)檫@個(gè)節(jié)點(diǎn)的電容負(fù)載是非常敏感的，它是推薦使用有源探頭。作為一種替代方法，一個(gè)1K串聯(lián)電阻的被動(dòng)探尖和CFB引腳之間可以用。4。不同的濾波電容器的值之前，對(duì)CFB引腳信號(hào)振幅的觀察近

13、似1V峰。這個(gè)信號(hào)尺度線性的濾波電容的倒數(shù)。為例如，如果一個(gè)100pF的濾波電容器應(yīng)用于循環(huán)流化床引腳觀察信號(hào)的峰峰值價(jià)值為200mV，所需的1V峰峰值使用200mV / 1V 100pF = 20pF濾波器得到*電容器。下面的波形進(jìn)行了用14mm CFB引腳，2層PCB線圈（23匝，4密耳線寬4mil，之間的間距的痕跡，1盎司銅厚，F(xiàn)R4）：可編程寄存器：寄存器描述：數(shù)字界面：該ldc1000采用4線SPI接口的訪問控制和數(shù)據(jù)寄存器。這是一個(gè)SPI的奴隸ldc1000裝置和不啟動(dòng)任何交易。LDC1000:每個(gè)斷言的芯片選擇桿（CSB）開始一個(gè)新的寄存器的訪問。在指揮領(lǐng)域的R / WB鉆頭配置

14、訪問的方向；0值表示一個(gè)寫操作和1值表示一個(gè)讀操作。所有的輸出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的串行時(shí)鐘（SCLK下降沿），和所有的輸入數(shù)據(jù)采樣串行時(shí)鐘的上升沿（SCLK）。數(shù)據(jù)寫入寄存器在第十六時(shí)鐘上升沿。它需要deassert CSB第十六鐘后；如果CSB無效后第十六小時(shí)之前，沒有寫數(shù)據(jù)發(fā)生。擴(kuò)展Spi交易一個(gè)事務(wù)可以通過保持CSB聲稱超過規(guī)定的16個(gè)時(shí)鐘擴(kuò)展到多個(gè)寄存器。在這種模式下，注冊(cè)地址自動(dòng)遞增。公務(wù)員事務(wù)局必須斷言在8 *（1 + N）個(gè)時(shí)鐘周期SCLK的，其中n是寫或在交易中讀取的字節(jié)數(shù)。一個(gè)擴(kuò)展的讀訪問期間，SDO輸出寄存器的內(nèi)容每8個(gè)時(shí)鐘周期后的最初8個(gè)鐘的命令。在一個(gè)擴(kuò)展的寫訪問，數(shù)據(jù)寫入寄存器每8個(gè)時(shí)鐘周期在指揮領(lǐng)域最初的8個(gè)鐘。擴(kuò)展事務(wù)可以用來讀取16位數(shù)據(jù)和24位的頻率接近的數(shù)據(jù)都在一個(gè)SPI通過啟動(dòng)從寄存器中讀取交易0x21。INTB銷模式：INTB引腳是一個(gè)可配置的輸出引腳可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)中斷對(duì)MCU。該ldc1000提供了三種不同的方式對(duì)INTB引腳：1比較器模式2喚醒模式3數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒模式ldc1000有一個(gè)建立在高和低的觸發(fā)閾值寄存器可以作為一個(gè)比較器可編程遲滯或一個(gè)特殊的模式，可以用來喚醒MCU。這些模式的解釋下面的細(xì)節(jié)。比較器模式在比較器模式，INTB引腳是斷言或去斷言寄存器的值增加，當(dāng)接近閾值以上高或低于閾值低寄存器分別。在這種模