電感式感應(yīng)：無需花哨的阻抗分析儀即可設(shè)置傳感器電流驅(qū)動(dòng)

TI 的多通道電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (LDC) 具有可調(diào)節(jié)傳感器電流驅(qū)動(dòng)，可設(shè)置最佳傳感器幅度。最佳電流驅(qū)動(dòng)水平取決于傳感器并基于諧振頻率 R P下的并聯(lián)電阻。與具有較高 R P的傳感器相比，具有較低 R P的傳感器需要更高的電流驅(qū)動(dòng)。

LDC1612、LDC1614、LDC1312 和 LDC1314 具有稱為 IDRIVE 的專用電流驅(qū)動(dòng)控制。每個(gè)通道都可以單獨(dú)進(jìn)行控制，設(shè)置范圍從 16μA (IDRIVE = 0) 到 1.56mA (IDRIVE = 31)。較高的電流會(huì)增加傳感器的振蕩幅度。首選的 IDRIVE 設(shè)置是 V OSC < 1.8V P的最大值。

為什么正確的傳感器幅度很重要？

1.2V P至 1.8V P的傳感器 振蕩幅度 (V OSC ) 可實(shí)現(xiàn)最佳測量精度。以下情況可能會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生負(fù)面影響：

· 如果 V OSC > 1.8V P，由于 LDC 的內(nèi)部架構(gòu)，測量精度會(huì)隨著溫度的變化而降低。

· 如果 V OSC < 1.2V P，則信噪比 (SNR) 會(huì)下降。

· 如果 V OSC < ~0.5V P，則傳感器可能沒有穩(wěn)定的振蕩，LDC 無法測量電感。

保持在 1.8V P以下比保持在 1.2V P以上更重要。隨著目標(biāo)靠近傳感器移動(dòng)，幅度減小。為避免超過上限，請(qǐng)?jiān)谙到y(tǒng)的最大目標(biāo)距離處進(jìn)行測量。如果目標(biāo)不一定存在于系統(tǒng)中，這可以是自由空氣。

為什么不使用自動(dòng)幅度設(shè)置？

我只推薦用于快速原型制作的自動(dòng)幅度功能。通過啟用 R P覆蓋 (RP_OVERRIDE_EN=1) 和禁用自動(dòng)幅度校正 (AUTO_AMP_DIS=1)，LDC 使用 IDRIVE 寄存器中的電流驅(qū)動(dòng)設(shè)置。手動(dòng)控制確保每次系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)在每個(gè)通道上使用相同的 IDRIVE 設(shè)置，并且無論目標(biāo)距離如何，都使用相同的電流驅(qū)動(dòng)。

有幾種方法可以確定合適的電流驅(qū)動(dòng)電平。使用示波器通常是最直接的方法，因此我將在此處解釋該方法。

如何設(shè)置 IDRIVE

我們可以直接在 DRIVE_CURRENT_CHx 寄存器中設(shè)置 IDRIVE，也可以在 GUI 中對(duì)其進(jìn)行編程，如圖 1 所示。

圖 1：在傳感解決方案的評(píng)估模塊 GUI 中對(duì)傳感器 IDRIVE 進(jìn)行編程

如何使用示波器確定最佳電流驅(qū)動(dòng)？

例如，我將一個(gè)合適的傳感器連接到 EVM，并將目標(biāo)移動(dòng)到離傳感器盡可能遠(yuǎn)的位置，就像它在最終系統(tǒng)中的位置一樣。然后，我將探頭設(shè)置到 INAx 引腳并測量相對(duì)于地的振蕩電壓。

我首先選擇 25 的非常高的 IDRIVE 設(shè)置并測量 IN0A 引腳的輸出。我們可以在圖 2 中看到，峰值幅度為 3.3V，高于 1.8V P的推薦限值。

圖 2：IDRIVE = 25 導(dǎo)致V OSC > 1.8V（不推薦）

然后我降低了電流設(shè)置，直到 V OSC < 1.8V。使用選定的傳感器和目標(biāo)距離，這發(fā)生在 IDRIVE 設(shè)置 = 19（參見圖 3）。請(qǐng)注意，減小我的目標(biāo)距離會(huì)導(dǎo)致幅度減小，但只要我仍然滿足我的系統(tǒng)精度規(guī)格，這不是問題。

圖 3：IDRIVE = 19，這是滿足 V osc < 1.8 V P標(biāo)準(zhǔn)的最高設(shè)置（推薦）

如果 R P太低以至于 IDRIVE 設(shè)置高達(dá) 31 顯示的幅度小于 1.2V P，并且如果我們只需要通道 0，那么我們可以使用大電流傳感器驅(qū)動(dòng)來提升電流（HIGH_CURRENT_DRV=1） .

如何使用多個(gè)傳感器

許多系統(tǒng)使用具有相同傳感器特性的多個(gè)傳感器來執(zhí)行多個(gè)目標(biāo)的測量、執(zhí)行差分測量或使用一個(gè)傳感器作為參考傳感器。在這種情況下，可以對(duì)所有通道使用相同的 IDRIVE 設(shè)置以確保一致的測量結(jié)果。我建議使用上述過程檢查所有傳感器。

如果不同的通道使用不同的傳感器組件，則單獨(dú)評(píng)估每個(gè)通道。不必在所有通道上使用相同的 IDRIVE 設(shè)置。

概括

要從我們的多通道 LDC 中獲得最高性能，請(qǐng)將 IDRIVE 電流設(shè)置為低于 1.8V P的最高設(shè)置。不需要知道 R P值；我們可以使用示波器和我在這篇文章中描述的程序來確定最佳設(shè)置。