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[FAQ] [参考译文] [FAQ] LDC3114:PSpice 模型、原始数据模式

Guru**** 1123240 points
Other Parts Discussed in Thread: LDC3114
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1219305/faq-ldc3114-pspice-model-raw-data-mode

器件型号:LDC3114

问题:我可以在哪里下载 LDC3114 PSpice 模型、  它支持哪种类型的仿真?
          应如何配置该模型、以及它如何与时变传感器模型配合使用?

   现在可以从 LDC3114 产品文件夹的设计工具和仿真部分下载 LDC3114的 PSpice for TI 模型和测试台

该模型适用于原始数据模型中 LDC3114的时域瞬态仿真。
请注意、模型的网络表已加密、以便在 PSpice 中使用。 此功能将在 TI 的免费版 PSpice 和商业版 Cadence PSpice 中使用。
此模型将不能用于其他仿真器。  

该型号不支持按钮模式功能。
为什么?
模型的正弦传感器波形(5MHz-30MHz)迫使 Spice 仿真器进入小的时间步长(~1ns -~10ns)、以最大限度地降低误差。  
按钮模式使用内部算法(如基线跟踪)来跟踪环境波动(如温度)、这些波动的时间尺度比传感器振荡器信号(如分、小时)的时间尺度要长得多。
使用 Spice 仿真具有如此分散时间尺度的电路–纳秒与小时–是不现实的。

PSpice 测试台还包括 电感式传感器的时间相关模型、可以轻松修改该模型以满足设计需求。
LDC3114建模两个器件参数 LCDIV 和 SENCYC、用于控制器件采样窗口的宽度。 更多有关这些参数如何影响器件行为的信息、请参阅 LDC3114数据表

首次打开测试台时、您应该会看到以下原理图:

时变传感器模型-计算新值并将其输入 PSpice 模型

考虑使用 LDC3114电感式传感器来检测移动的导电目标。 当导电目标靠近电感式传感器时、传感器电感(L)和等效并联电阻(Rp)将减小。 当目标远离传感器时、L 和 Rp 会增加。
要对此进行仿真  、可使用电感式传感设计计算器工具计算一系列不同目标距离的 L 和 Rp 值、在 PSpice 时变传感器模型中输入 L 和 Rp 值、然后在 PSpice for TI 中运行瞬态仿真

传感器 L 和 Rp 可以 使用基于 Excel 的 电感式传感设计计算器工具轻松计算
原理图文本(此处未显示)描述了如何使用计算器工具计算默认传感器 L 和 Rp 值。  

下图概述了计算新电感器和 Rp 值的步骤、然后在原理图的传感器 PSpice 模型中输入它们。

 图形左侧显示计算器工具的登录页面。 图形中间显示了输入参数的步骤、并注意了给定目标距离内的电感和 Rp 的输出值。 右侧说明了如何在 PSpice for TI 传感器模型中输入新的电感和 Rp 值。  

通过双击时变电感器 PSpice 模型的值并在弹出窗口中输入所需值、您可以更改该模型的任何参数。

时变电感器和 LDC3114的模型对 仿真条件的选择和结果有何影响?

首先、考虑 LDC3114模型的时间相关采样参数 LCDIV 和 SENCYC。
LDC3114模型具有两个参数:LCDIV、SENCYC、它们通过公式控制传感器波形的采样间隔:

W=128∙(1+SENCYC)∙2LCDIV

其中: LCDIV = 1..7 (默认值3)
            SENCYC = 0..31 (默认值4)

  采样间隔的持续时间:

tSAMPLE = W∕fSENSOR

其中 LDC3114将在 每个采样间隔结束时输出一个数据字。

添加了示例
假设传感器频率为 fSENSOR = 10MHz、默认 LCDIV (= 3)和 SENCYC (= 4)。
LDC3114采样间隔 将为 W = 5120、采样时间将为 tSAMPLE = W/fSENSOR = 5120/10MHz = 0.512ms。

因此、对于整个采样窗口–以及随后的 LDC3114数据转换–要成功完成、Spice 仿真时间(TSTOP)必须> 0.512ms 才能捕获单个采样窗口。
模拟多个采样窗口将需要0.512ms 的倍数才能使 PSpice 瞬态仿真时间:TSTOP ≥N*0.512ms。
对于我们的10MHz 传感器以及 LCDIV 和 SENCYC 的最大值 (7&31)、采样窗口将为52.43毫秒、这可能会产生非常 l-o-n-g 的仿真时间。
总结 :为确保最有效、最准确的 SIM,请为 LCDIV 和 SENCYC 选择符合应用要求的最小可能值。
使 Spice TSTOP > M∙tSAMPLE、其中 M 是仿真中 LDC 采样寡妇的所需数量。

接下来、考虑时变电感器模型。  

传感器模型使用两个 Spice 表结构-{TNLN、}和{TN、RPN}-表示线圈的电感和并联电阻。

这意味着什么?
传感器模型给出了与 PSpice 仿真器瞬态时间参数相关的以下行为:
对于 Spice 仿真时间< T1、Lsensor = L1并且 Rp = RP1
对于 Spice 仿真时间> T5、Lsensor = L5且 Rp = RP5
对于 Spice sim TN > Time > TN+1 Lsensor & Rp 值是 Tn 和 Tn+1处的这些值之间的线性插值

添加了示例
假设将在包含上述传感器图的仿真中使用上一张幻灯片中的 LDC 参数(W = 5120、tSAMPLE = 0.512ms)。
LDC3114模型将在宽度为0.512ms 的非重叠时间窗口中执行转换。
传感器电感在 LDC3114采样窗口内保持恒定的唯一时间段为时间< 1ms、时间> 5ms。
由于仿真时间从1ms 到5ms、传感器 L 和 Rp 将随 LDC3114采样窗口而变化、这会影响转换采样窗口数据后的 LDC3114原始数据输出。 应用要求将确定这是否现实仿真。

模型的参数将如何影响仿真结果?
下图 举例说明了 仿真结果对模型参数的依赖性。
顶部图使用测试台参数值、LCDIV = 1、SENCYC = 10。
 第二张图使用 LCDIV 和 SENCYC 的器件默认值(= 3和4)。
虽然采样窗口(W)在每次仿真期间保持恒定、但采样时间(tSAMPLE)在每次调光期间会减小、因为时变传感器参数(L 和 Rp)会导致 fSENSE 增加。

SENCYC=10、LCDIV=1、W=2816

SNCYC、LCDIV = 3、W = 5120

感谢您的关注。
如果您对此型号有任何疑问或反馈、请将其提交至 该 E2E 论坛