ldc1314（电感数字转换器）资料

《ldc1314（电感数字转换器）资料 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ldc1314（电感数字转换器）资料 （35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、LDC1314（电感数字转换器）资料 1 1. .特征：特征： *使用配置少 *测量多达 4 个传感器与一个集成电路 *多渠道支持环境和老龄化补偿 *多通道遥感提供最低系统成本 *符合 AEC-Q100 的结果如下： -设备温度等级 1：- 40C 至 125C 环境工作温度范围 -设备 HBM 的 ESD 等级分类 2 -装置 CDM ESD 分类等级 C5 *易于使用的最低配置要求 *引脚兼容的介质和高分辨率选项 LDC1314-Q1:4-ch 12-bit LDC：4 通道 12 位电感数字转换器 *支持广泛的传感器频率范围 1KHz -10MHz 功率消耗： *35低功耗的睡眠模式 -

2、200 钠关断模式 *3.3V 的操作 *支持内部或外部参考时钟 *对直流磁场和磁铁的免疫 2 2 应用应用 实现水平或垂直距离检测；角度检测；位移监测；运动检测；振动检测；金 属成分检测；可以广泛应用在汽车、消费电子、计算机、工业、通信和医疗领域。 3 3 描述描述 LDC1314 是 4-通道 12 位的电感-数字转换器 （LDC） ， 用于解决电感检测问题。 采用多个信道和遥感的支持， LDC1312 和 LDC1314 以最低的成本与最小的功耗来 获得电感感测的性能和可靠性。 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

3、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改进现有传感解决方案，从而为所有市场（尤其是消费品 和工业应用）中的产品引入全新的感测功能。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 I

4、2 C 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。 LDC1312 原理示意图 测量精度与目标距离 5LDC13145LDC1314 引脚配置和功能引脚配置和功能 引脚定义 引脚名称引脚号引脚类型功能 SCL1II2C 时钟输入 SDA2I/OI2C 数据输入/输出 CLKIN3I主时钟输入。如果选择内部振荡器 此引脚到 GND ADDR4II2C 地址选择引脚：当 ADDR= L， I2C 地址=0x2A，当 ADDR =，I2C 地址=0x2B INTB5O可配置的中断输出引脚 SD6I关断输入(使能端) VD

5、D7P电源 DND8G地 IN0A9A外部 LC 传感器 0 接口 IN0B10A外部 LC 传感器 0 接口 IN1A11A外部 LC 传感器 1 接口 IN1B12A外部 LC 传感器 1 接口 IN2A13A外部 LC 传感器 2 接口 IN2B14A外部 LC 传感器 2 接口 IN3A15A外部 LC 传感器 3 接口 IN3B16A外部 LC 传感器 3 接口 DAP17N/A连接到 GND 说明：DAP 不能做地使用，可以悬空，为获得最佳性能对 DAP 应连接到相同的电位作 为设备的 GND 管脚。 6 6 产品说明书产品说明书 6.16.1 最大绝对额定值最大绝对额定值 6.

6、6.2 2推荐工作条件推荐工作条件 6.36.3 电气特性电气特性 所有的限制保证 TA =温度 TJ= 25C，VDD = 3.3V 说明： （1）电气特性表值仅在指定的温度适用于工厂测试条件。 （2）寄存器值被表示为二进制（b 是前缀数字） ，或者十六进制（0X 是前缀的 数字） 。十进制值没有前缀。 （3）限定值都是在 25下测试，设计和统计分析出来的结果。在整个工作温度 范围内的极限值是通过使用统计质量控制（SQC）方法的相关性获得。 （4）表征典型值代表了最可能的参数指标。实际的典型值可能会随着时间的推 移， 应用和配置不同发生改变。 典型值未经测试， 并不能保证进行材料生产应用。

7、（5）I2C 读/写通讯，上拉电阻的电流均采用 SCL，SDA 不使用。 （6） 传感器感应器： 2 层， 32 转/层， 直径 14mm， PCB 电感器 L =19.4H， RP =5.7k ，在 2MHz 的传感器电容：330pF 的 1COG / NP0 目标：铝，壁厚 1.5mm 通道=通道 0（连续模式） CLKIN = 40MHz， CHx_FIN_DIVIDER = B0000， CHx_FREF_DIVIDER = B00 0000 0001， CH0_RCOUNT = 0xFFFF， SETTLECOUNT_CH0 = 0100 RP_OVERRIDE = B1， AUTO

8、_AMP _DIS = B1， DRIVE_CURRENT_CH0 = 0x9800 6.66.612C12C 开关特性开关特性 12C-时序图 6.7 典型特征典型特征 常见的测试条件下（除非另有说明） ：传感器感应器：2 层，32 转/层，直径 14mm，PCB 电感器 L =19.4H，RP =5.7k，在 2MHz 的传感器电容：330pF 的 1COG / NP0 目标：铝，壁厚 1.5mm 通道=通道 0（连续模式） CLKIN = 40MHz， CHx_FIN_DIVIDER = B0000， CHx_FREF_DIVIDER = B00 0000 0001， CH0_RCOUN

9、T = 0xFFFF， SETTLECOUNT_CH0 = 0100 RP_OVERRIDE = B1， AUTO_AMP _DIS = B1， DRIVE_CURRENT_CH0 = 0x9800 图 2工作模式电流-温度曲线图 3工作模式电流-电源曲线 图 4睡眠模式电流-温度曲线图 5睡眠模式电流-电源曲线 图 6 关断模式电流-温度曲线图 7关断模式电流-电源曲线 图 8 内部振荡器频率-温度曲线图 9内部振荡器频率-电源曲线 7 详细说明详细说明 7.17.1 概述概述 导体在与交变电磁（EM）场接触时将引起磁场变化，可以采用传感器中的 电感传感器进行检测。一个电感器与一个电容器可以

10、构造一个 L-C 振荡器，可 以用来产生电磁场。在一个 LC 振荡器中，当电磁场收到干扰时，可以观察到电 感发生微小的偏移，与共振频率存在一定关系。 利用这个原理，在 LDC1312/1314 是一个电感-数字转换器（LDC） ，通过测 量 LC 谐振器的振荡频率。该器件输出数字值与振荡频率成比例关系。此频率测 量值可以被转换为一个等效电感。 7.27.2 功能框图功能框图 FunctionalFunctional BlockBlock DiagramDiagram LDC1312/ LDC1314 由前端谐振电路驱动构成，其通过一个多路复用器的 有效通道序列， 连接他们到芯片对传感器频率 （

11、fSENSOR） 进行测量与数字化处理。 芯片使用基准频率（fREF）来测量传感器的频率。fREF从一个内部基准时钟 （振荡器） ，或外部提供的时钟频率。 每个通道的数字化输出成 fSENSOR/fREF比例关系 7. 7.3 3 FeatureFeature DescriptionDescription 功能说明功能说明 7.3.1 时钟架构 fCLK是从内部时钟源或外部选择时钟源（CLKIN） 下表 2 示出了所有通道的时钟配置寄存器 7.3.2 多通道和单通道操作 数字化的传感器测量的每个信道（DATAX）表示传感器频率比参考频率。 数据输出代表一个 16 位结果的 12 个 MSBs：

12、 下表说明了包含每个通道的固定点的样本值的寄存器。 当通过通道的 LDC 序列在多通道模式，每个通道的停留时间间隔是三部分的总 和：传感器启动时间+转换时间+频道切换延时时间。如下图所示。 通道 x 的稳定等待时间由下式给出： 下表 5 给出寄存器每个通道的配置调节时间 如果式（4）建议 6.08 为最小值，寄存器进行编程应以 7 整数或更高数进行 编程。 L，RP和 C 值可以通过使用德州仪器的 http:/ 的线圈 设计来获得。 转换时间表示利用参考时钟周期的数目来测量传感器的频率，任意通道 X 的转换时间： 表 6 寄存器转换时间配置，通道 0 - 3 信道切换延迟时间为： 举例：如果一

13、个通道的转换结果是 0x07A3，且 OUTPUT_GAIN=0x0，则 对应的输出代码为 0x07A。 如果 OUTPUT_GAIN 设置为 0x3， 在相同的条件下， 则对应输出代码是 0x7A3。 原来的 4 个 MSB（为 0x0）不再访问。图 14 示出了 16 位样本的对应每个 增益设置段。 7.3.37.3.3 电流驱动控制寄存器电流驱动控制寄存器 下图中，纵坐标为 R P 值，横坐标上对应的十进制值。 程序 x 轴的应为十六进制值到 IDRIVE 字段。 注意， IDRIVE= b00000 对应于 16uA， 并且 IDRIVE= b11111 对应于 1563 微安。 7.

14、3.4 设备状态寄存器设备状态寄存器 请参见寄存器映射区 STATUS 和 ERROR_CONFIG 寄存器描述。 这些寄存器可 以被配置为触发 INTB 引脚对某些事件的中断。 7 7.3.5.3.5 输入尖峰脉冲滤波器输入尖峰脉冲滤波器 输入尖峰脉冲滤波器可以在 MUX_CONFIG.DEGLITCH 寄存器配置，如表 11 所示。 为了获得最佳性能，建议以选择超过传感器的振荡频率的最低设置。 例如，如果最大的传感器频率为 2.0 兆赫，选择 MUX_CONFIG.DEGLITCH= 100（3.3 兆赫） 。 7.4 设备功能模式设备功能模式 1. 1. 启动模式启动模式 当 LDC 上

15、 电 时 ， 它 进 入 休 眠 模 式 ， 并 等 待 配 置 。 当 设 置 CONFIG.SLEEP_MODE_EN 为 b0，退出休眠模式。 2. 2. 正常（转换）模式正常（转换）模式 有多个通道数据输出。 3. 3. 休眠模式休眠模式 4. 4. 关断模式（也包括复位模式）关断模式（也包括复位模式） 7.5 程序设计程序设计 LDC 器件采用 I2C 接口访问控制和数据寄存器。 7.5.1 I2C 接口规范接口规范 LDC 使用带有 I2C 的寄存器访问扩展的启动顺序。 I2C 接口的最大速度为 400kbit/秒。 这个顺序遵循标准的 I2C 7 位从机地址 8 位指针寄存器字节

16、设置寄存器地址。 当 ADDR 引脚设置为低电平，LDC I2C 地址为 0x2A;当 ADDR 引脚置高， I2C 地址 为 0x2B。 LDC 退出关断模式后，ADDR 引脚状态不能改变。 7.6 寄存器映射图寄存器映射图 下面 对每个地址进行说明： 8. 应用与实现应用与实现 简言之，振荡器是闭环增益下的频率选择电路。用于振荡的标准是： （1）闭环增 益1（2）闭环相移 2弧度。 LC 振荡器采用 LC 振荡回路作为移相和选频网络的正反馈振荡器称为 LC 振荡器。 传感器的频率可用如下公式表示： RP 的值可以近似用如下公式求得： RP 为目标距离、靶材料和传感器特性的函数。 图 52 示出的 RP 与传感器目标距离关系图。 该图显示了一个 14 毫米直径的 PCB 线圈（14 毫米 PCB 卷板和厚度 2mm 不 锈钢靶） 。 L（d）是传感器的电感，用于测量传感器线圈和目标之间的距离 d； Linf 是（目标在无穷远处）感应线圈不导电时的电感； M（d）为互感； C = CTANK +