大家好、
我设计了一个与 LDC1614协同工作的原型板、并希望向 TI 工程师寻求一些建议。 TI 始终为您提供超级有用的帮助
电路板的目标如下：
-0.1度分辨率(0.5度仍可接受)
-将放置在全铝部件中、其中也有移动的铝。 移动的铝将与传感器相差0.7mm 至1.5cm。
电路板将采用非常小的封装感应、需要检测电弧(120度)中的目标移动
我们的目标是在目标通过电感时感应电感的变化。 我们对绝对电感和 LC 振荡电路频率并不关心、只关心与校准点的相对变化。
设计如下：
规格：
-层：4层或6层
-布线宽度：4mil
-间距：4mil
-电路板边缘到最接近的布线间距：4mil
-过孔外径：16密耳。 电路板中间有足够的空间、因此我们可以进行20mil 的处理
-过孔内径：10密耳。 会更大。
印刷电路板厚度：0.8mm
电感线圈将放置在6层上(如下图所示顺时针旋转和逆时针逐层变化)
图片：
您可能需要单击图像以获得查看传感器之间空间所需的分辨率。 左上角的小矩形表示连接器的空间。 0201电感器和电容器将放置在连接到此板的柔性电缆上。 电路板为150度、但我们只需感应120度的运动。
目标将是具有上述精确外形的 PCB、只不过它只是实心铜。
请注意、中间的空间是总面积的31%、这是我从 本文中得到的一个提示。
使用 LDC1614时的仿真性能
我估计线圈是正方形的。 我们可以想象、如果向上弯曲布线、线圈将变成矩形。 矩形的高度大约为4.8mm、长度大约为9mm (大约)。
使用 TI 的 WEBENCH 线圈设计器、我将参数设置为方形线圈、每层8匝、4层厚度、4.8mm 外径、4mil 迹线宽度和4mil 迹线间距。 结果如下： 
线圈大约为3.01uH、使用1000pF 的并联电容器时、传感器频率大约为3MHz。
以下是我有的一些问题
这是我第一次建造这样的东西。 您是否看到任何令人惊讶的错误？ 0.5度精度和分辨率最小要求是否太高？
-我在上面提到的 TI 白皮书提到"对于大多数应用、保持传感器内部30%的区域不缠绕、但对于电感式金属按钮的更换、应尽可能多地放置匝数。" 它没有提到为什么？
——既然这会在移动金属周围运作，我们是否预见到有任何问题？
-到最近迹线的边缘间隙为4mil，我们是否应该将其推向更远的距离？
尊敬的 John：
感谢您的建议。 基于 Excel 的感应传感设计计算器工具非常有用！
我已经制作了一个新的电路板、并且有几个问题。 这是电路板本身： 
我再次使用了：
- 4mil 迹线间距
- 4mil 布线宽度
我使用了 Excel 计算器、并输入了所有这些参数： 
传感器电感为0.715uH。 这似乎太低了？ 我在一些 TI 文章中读到过、理想情况下、您希望传感器电感器中的电流为1uH 至3uH。 可以添加串联电感器、但您认为如果实际线圈电感较低、它将有任何作用。 我认为此设计真正突破了 LDC1614的极限和电感式传感的概念。
一些有针对性的问题：
1) 1) 0.715uH 的传感器电感是否过低、无法获得任何有用的结果？
2) 2)串联电感器可能为1uH、对于提高分辨率是否有帮助？
3) 3)在6.7MHz 工作频率下、您是否会建议电感线圈之间使用接地平面？
4) 4)您是否认为"赛道"模型对这种类型的线圈进行了高估？ 我假设我设计的线圈的电感低于 Excel 工作表确定的电感。
感谢你的帮助。 我们确实希望我们的设计能够与 LDC1614 (或任何其他 TI LDC)配合使用、如果我们能够正常工作、那将是令人惊叹的。
此致、
Marko
很棒的约翰！ 感谢您的提示。 似乎我们愿意尝试此设计、但正如您提到的、低 Q 因子使我们有点犹豫。
我可能应该在前面提到过我们的用例、但我们正在研究感应传感、以便在类人机器人中进行联合角度传感。 您可以想象、我们需要极小的封装尺寸才能满足手持需求。 一只手需要大约24个不同的传感器。
我与我们的机械工程师交谈、结果他们无法满足上述电路板的要求。 电路板尺寸还可以、但如果我们要逐渐增加与目标的重叠面积、这会太大。 这是因为目标必须与电感线圈具有相同的尺寸。 开始时不会出现重叠(0位置)、运动结束时、目标将完全覆盖电感线圈(结束位置)。
我们讨论并看到、我们也许可以尝试此处所述的拉伸线圈： https://www.ti.com/lit/an/snoa931a/snoa931a.pdf?ts=1656995802831&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
这对我们来说非常好、因为我们可以使用类似的电路板尺寸、但目标尺寸要小得多。 下面是我所做的工作： 
左侧绕组的间距为0.406mm (16mil)、右侧走线的间距为4mil。
我假设小矩形目标穿过此区域时、它穿过的线圈密度将在整个路径上变化。 这将为每个位置提供来自 LDC 的唯一代码输出。 我可以看到、分辨率会有所不同、有些区域比其他区域更敏感。
TI 是否有任何工具来模拟有电感的线圈？
很抱歉、对于所有问题、我们确实在突破极限、但仍处于这种方法的最后阶段。 您的建议对于帮助我们评估最佳前进道路非常有帮助。
如果可能、您是否愿意与我的团队和我就我们的用例进行快速在线呼叫？ 我们将能够详细了解我们的设计、面临的挑战以及我们希望电感式传感应用于何处。 您可能会比我们更好地判断最佳方法。
感谢您的所有帮助、
Marko
