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ldc1000电感数字转换器1、特性：磁——自由操作可调式感测范围（通过线圈的设计）降低系统成本远程传感器的位置（从恶劣环境的解耦LDC）高耐久性（通过接触较少的操作）环境干扰不敏感（如灰尘，灰尘，水，油）电源电压，模拟：4.75V至5.25V电源电压，IO：1.8V至5.25V电源电流（W/OLCTank）：1.7毫安RP分辨率：16位分辨率：24位频率范围：5Khz~~5Mhz2、应用程序的操作模式。一个SPI接口简化了连接到单片机。线控系统齿轮齿数流量计按钮开关笔记本电脑游戏控制器多功能打印机数码相机医疗设备LDC1000该集成电路可通过静电放电损坏。德克萨斯仪器公司建议所有集成电路的处理适当的预防措施。不遵守正确的搬运和安装程序，可能导致损坏。ESD损害可以从细微的性能下降到完整的设备故障范围。精密集成电路可能更容易受到损害，因为非常小的参数变化可能导致设备无法满足其公布的规格。1引脚定义引脚名称引脚号引脚类型功能SCLK1数字输出SPI的时钟输入。SCLK是用于时钟输入输出数据到芯片CSB2数字输入SPICSB。多个器件可以连接在同一总线和CSB可以用来选择将连通装置SDI3数字输入SPI从属数据（掌握了奴隶）。这应该是连接到主了奴隶的大师VIO4电源数字IO电源SDO5数字输出SPI从属数据（主在奴隶）。SPISlaveDataOut(MasterInSlaveOut).Itishigh-zwhenCSBishighDGND6地数字地CFB7模拟LDC滤波电容器CFA8模拟LDC滤波电容器INA9模拟外部LC谐振。连接到外部LC谐振INB10模拟外部LC谐振。连接到外部LC谐振GND11地模拟地VDD12电源电源CLDO13模拟LDO的旁路电容器。一个56nf电容应该从这个引脚连接到GNDTBCLK/XIN14数字输入/模拟外部时间基准时钟/晶体。一个外部时钟或晶体可以连接XOUT15模拟外部时间基准时钟/晶体。一个外部时钟或晶体可以连接INTB16数字输出可配置的中断。此引脚可配置成在3种不同的方式通过编程int销模式寄存器。无论是阈值检测，唤醒，或drdybDAP17地连接到GND绝对最大额定值推荐的操作条件电气特性所有的限制保证TA=温度Tj=25°C，VDD=5.0V，VIO=3.3VLDC外部时钟或晶体的频率计数器时序图除非另有说明，在TA=25°C指定的所有限制，VDD的=5=3.3，暴力，10pF电容负载并联SDO10KΩ负荷。指定设计；不生产测试LDC操作理论感应：交流电流通过线圈产生的交变磁场。如果一个导电材料，如金属目标，纳入线圈附近的磁场，这将导致循环电流（涡流）上靶的表面。这些涡流的作用距离，大小，和目标组成。这些涡流产生自己的磁场，它与原来的场线圈相反。这种机制是最好的相比，一个变压器，其中线圈是主要的核心和涡流是次核心。两纤芯间的电感耦合取决于距离和形状。因此，电阻和次级铁芯的电感（涡流），显示为一个遥远的依赖性和在一次侧感应元件（线圈）。下图显示一个简化的电路模型。与金属靶的电感器涡电流所产生的表面上的目标可以被建模为一个变压器，如图8所示的初级线圈和次级线圈之间的耦合是一个函数的距离和导线的特性。在图8，电感线圈的电感Ls，RS是线圈的寄生串联电阻的电感L（d），这是一个距离函数，是金属靶耦合电感。同样，R（D）是涡流的寄生电阻。只是一个电感器产生交变磁场，会消耗大量的电力。这种力量消费可以通过增加一个并联电容减小，把它变成一个谐振器，如图9所示。在这种方式降低了功耗，涡流和电感损耗RS+R（D）只有。该ldc1000不测量串联电阻直接；而是措施的等效并联谐振阻抗RP（见图10）。这种表示是相当于图10中所示，在并联谐振阻抗RP（D）由下式给出：RP（D）=（1⁄（[RS+R（D）]）*（[LS+L（d）]）⁄C.RP=（1/RS）×（L/C）。图10。与LC并联等效电阻箱的RS。LDC1000图11显示了RP的变化作为一个直径14mmPCB线圈的距离的函数（23圈，4密耳轨迹宽度，间距4mil微量，1盎司铜厚，FR4）。目标是一个不锈钢2mm厚。与ldc1000测量并联谐振阻抗、电感：ldc1000是电感数字转换器，同时测量阻抗和共振的LC谐振频率。它完成这个任务通过调节闭环振荡振幅配置一个恒定的水平，同时监测的谐振器的能量耗散。通过监测在谐振腔注入功率量，可以确定的ldc1000RP的值；它返回的是数字的值是成反比的RP。此外，还可测量的ldc1000振荡的LC电路的频率；这个频率是用来确定LC电路的电感。振荡频率是一个数字值返回。该ldc1000支持广泛的LC组合，振荡频率范围为5kHz～5MHz和RP的范围从798到3.93mΩΩ。这一系列的RP可以被看作是一个最大的输入范ADC。如图11所示，RP的范围通常是一个比最大输入范围小得多，通过ldc1000支持。在所需的感应范围内获得更好的分辨率，提供了ldc1000可编程输入范围通过rp_min和rp_max寄存器。指的是RPmin和RP计算讨论如何设置这些寄存器。当传感器的谐振阻抗RP低于程序rp_min，LDC的反相输出将夹在满量程输出。这种情况可以发生在目标靠近线圈。谐振阻抗可以从数字输出代码如下计算：RP=（rpmax×rpmin）/（rpmin×（1-y）+rpmax×Y）图13和图14below表明RMS噪声随距离和直方图的噪声的变化，与在从传感器线圈0.8mm距离目标。数据收集与14mmPCB线圈（23圈，4密耳的痕迹宽度，间距4mil微量，1盎司铜厚，FR4）的一个传感范围1.125mm0.125mm。在一个距离为0.8mm，RMS噪声是约250nm。电感测量：ldc1000措施的一个频率计数器的振动传感器的频率。频率计数器定时由一个外部时钟或晶体。无论是外部时钟（8MHz的典型）从微控制器可以提供在tbclk销或晶体可以被连接到XTALIN和XTALOUT引脚。时钟模式通过控制时钟配置寄存器（地址0x05）。该传感器的谐振频率是来自频率计数器寄存器的值（通过0x25看到寄存器0x23）如下：传感器的频率，fsensor=（1/3）×（FEXT/fcount）×（响应时间）在远端串扰是外部时钟或晶体的频率，fcount从频率得到的值计数器数据寄存器（地址0x23,0x24,0x25），和响应时间是编程的响应时间（参见LDC配置寄存器，地址0x04）电感可以计算如下：L=1/[C×（2×π*fsensor）*（2×π*fsensor）]，输出数据速率：ldc1000输出数据的速率取决于传感器的频率，在发达国家fsensor和“响应时间”字段配置寄存器（地址：0x04）。输出数据率=（fsensor）/（响应时间／3），样本每秒（SPS）选择滤波电容器（CFA和CFB引脚）滤波电容的ldc1000操作的关键。电容器应采用低泄漏，温度稳定的，它必须不产生任何压电噪声（许多电容的介电材料具有压电任何这样的噪声耦合直接通过反相到转换器的特性）。最佳电容值的范围从20pF100nF。电容的值是基于常数和共振的时间的LC谐振频率。如果一个陶瓷电容器，然后C0G（或NP0）级介质的额定电压应推荐；是≥10V。连接CFA和循环流化床的电容器的痕迹，应尽可能短，以尽量减少寄生的。为获得最佳性能，选择滤波电容，连接销CFA和流化床之间，需要尽可能的小，但足够大，使得有源滤波器的不饱和的。这个电容的大小取决于传感线圈的时间常数，这是由L/RS，RS=（L=电感，串联电阻在振荡频率的电感）。较大时间常数越大，滤波电容是必需的。因此，这个时间常数达到最大时，在感应线圈前没有目标。下面的过程可以用来找到最佳的滤波电容：1。从一个大的滤波电容器。对铁氧体磁芯线圈，10nF通常是足够大的。一种空气线圈或电路板线圈，100pF通常是足够大的。2。功率对LDC，设置所需的寄存器的值。通过确保在减少涡流损失是目标和传感线圈之间的最大间隙。3。观察信号的使用范围CFB引脚。因为这个节点的电容负载是非常敏感的，它是推荐使用有源探头。作为一种替代方法，一个1KΩ串联电阻的被动探尖和CFB引脚之间可以用。4。不同的滤波电容器的值之前，对CFB引脚信号振幅的观察近似1V峰。这个信号尺度线性的滤波电容的倒数。为例如，如果一个100pF的滤波电容器应用于循环流化床引脚观察信号的峰峰值价值为200mV，所需的1V峰峰值使用200mV/1V100pF=20pF滤波器得到*电容器。下面的波形进行了用14mmCFB引脚，2层PCB线圈（23匝，4密耳线宽4mil，之间的间距的痕迹，1盎司铜厚，FR4）：可编程寄存器：寄存器描述：数字界面：该ldc1000采用4线SPI接口的访问控制和数据寄存器。这是一个SPI的奴隶ldc1000装置和不启动任何交易。LDC1000:每个断言的芯片选择杆（CSB）开始一个新的寄存器的访问。在指挥领域的R/WB钻头配置访问的方向；0值表示一个写操作和1值表示一个读操作。所有的输出数据驱动的串行时钟（SCLK下降沿），和所有的输入数据采样串行时钟的上升沿（SCLK）。数据写入寄存器在第十六时钟上升沿。它需要deassertCSB第十六钟后；如果CSB无效后第十六小时之前，没有写数据发生。扩展Spi交易一个事务可以通过保持CSB声称超过规定的16个时钟扩展到多个寄存器。在这种模式下，注册地址自动递增。公务员事务局必须断言在8*（1+N）个时钟周期SCLK的，其中n是写或在交易中读取的字节数。一个扩展的读访问期间，SDO输出寄存器的内容每8个时钟周期后的最初8个钟的命令。在一个扩展的写访问，数据写入寄存器每8个时钟周期在指挥领域最初的8个钟。扩展事务可以用来读取16位数据和24位的频率接近的数据都在一个SPI通过启动从寄存器中读取交易0x21。INTB销模式：INTB引脚是一个可配置的输出引脚可以驱动一个中断对MCU。该ldc1000提供了三种不同的方式对INTB引脚：1．比较器模式2．唤醒模式3．数据准备就绪模式ldc1000有一个建立在高和低的触发阈值寄存器可以作为一个比较器可编程迟滞或一个特殊的模式，可以用来唤醒MCU。这些模式的解释下面的细节。比较器模式在比较器模式，INTB引脚是断言或去断言寄存器的值增加，当接近阈值以上高或低于阈值低寄存器分别。在这种模式下，该ldc1000本质上表现为一种可编程迟滞接近开关。图18。唤醒模式：在唤醒模式，INTB引脚是断言当接近寄存器的值超过阈值高，去断言当唤醒模式中禁用INTB销模式寄存器。这种模式可以用来唤醒MCU是睡着了，以节省电力。drdyb模式：在数据准备就绪模式（默认），INTB引脚是断言的每一次转换的数据是可用的,一旦读命令寄存器0x21注册内部；如果读的过程中，该引脚的脉冲则不是。