感应式传感:如何配置多通道 LDC 系统
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我介绍了我们的电感数字转换器(LDC) 产品组合的最新成员。我们发布了四款多通道 LDC:LDC1312和LDC1612,它们具有两个匹配的通道;以及LDC1314和LDC1614,它们有四个匹配的通道。在这篇文章中,我将解释如何在多通道系统中配置它们。
LDC1312和LDC1314分别是用于电感感测解决方案的2通道和4通道12位电感数字转换器(LDC)。由于具备多通道且支持远程感测,LDC1312和LDC1314能以最低的成本和功耗实现高性能且可靠的电感感测。此类产品使用简便,仅需要传感器频率处于1kHz至10MHz的范围内即可开始工作。由于支持的传感器频率范围1kHz至10MHz较宽,因此还支持使用非常小的PCB线圈,从而进一步降低感测解决方案的成本和尺寸。
LDC1312和LDC1314提供匹配良好的通道,可实现差分测量与比率测量。因此,设计人员能够利用一个通道来补偿感测过程中的环境条件和老化条件,例如温度、湿度和机械漂移。得益于易用、低能耗、低系统成本等特性,这些产品有助于设计人员大幅提高现有传感解决方案的性能、可靠性和灵活性,并将全新的传感功能引入到了所有市场(尤其是消费品和工业应用)中的产品。相比同类感测技术,电感感测具有更高的性能、可靠性和灵活性,而且系统成本与功耗更低。
LDC1312和LDC1314能够通过I2C接口轻松进行配置。双通道LDC1312采用WSON-12封装,四通道LDC1314采用WQFN-16封装。
好处
多通道设计有几个好处:
· 需要多个传感器的系统现在可以使用单个 IC,如图 1 所示。这会降低系统成本并大大简化系统设计,因为传感器可以远离 LDC 放置。
· 各个通道在寄生效应和传感器驱动方面非常匹配。这些匹配良好的通道可用于高精度差分设计,例如图 2 所示的差分线性位置感测。或者,一个通道可用作没有目标的参考线圈,或固定位置的目标. 参考线圈通道可用于设置阈值、补偿温度变化或确定横向或旋转位置传感系统中的目标距离。
· 多通道架构减少的系统开销也降低了功耗。
图 1:新的多通道内核简化了具有多个传感器的系统
图 2:多通道内核可提高高精度差分设计的性能
频道选择
LDC 有两种操作模式:
1. 单通道(连续)模式:在此模式下,LDC 激活连接的传感器,然后在所选通道上连续转换。要将设备置于此模式,您需要设置以下寄存器:
a. 通过设置 AUTOSCAN_EN = 0(寄存器 0x1B,位 [15])将 LDC 置于单通道模式。请注意,设置此模式会导致 RR_SEQUENCE(寄存器 0x1B,位 [14:13])无效。
b. ACTIVE_CHAN(寄存器 0x1A,位 [15:14])选择活动通道。将此值设置为所需的通道(例如,00 将选择通道 0)。
请记住,高电流传感器驱动功能(HIGH_CURRENT_DRV,寄存器 0x1A:位 [6])仅在通道 0 的单通道模式下可用。
1. 多通道(顺序)模式:在此模式下,LDC 以循环方式在选定通道之间切换。要在此模式下配置设备,请设置以下寄存器:
a. AUTOSCAN_EN = 1(寄存器 0x1B,位 [15])设置多通道模式。设置后,ACTIVE_CHAN(寄存器 0x1A,位 [15:14])无效。
b. RR_SEQUENCE = 00(寄存器 0x1B,位 [14:13])选择通道 0 和 1 上的转换。在四通道LDC1314和LDC1614 上,选项 01 启用三个通道(通道 0-2),选项 10 启用所有四个通道(通道 0-3)。
多通道设备包括一个内部滤波器,以降低对传感器噪声的敏感度。适当设置 DEGLITCH 设置(寄存器 0x1B,位 [2:0])。此设置对所有选定通道通用。在某些应用中,不同的传感器设计可用于不同的通道。因此,重要的是选择仍然高于最高频率通道的最低 DEGLITCH 带宽设置。