工作原理
LDC05072-Q1是一款适用于电感位置传感器的前端、适用于测量汽车和工业应用中的绝对旋转位置。 电感式位置传感器的工作原理是涡流
类型的发电机和磁耦合。 LDC5072-Q1连接到三个电感检测线圈、这些线圈通常位于印刷电路板上。 其中一个线圈连接到 LDC5072-Q1的激励电路(在下图中显示为 LC 振荡器)并充当发送器、其他两个次级线圈用作接收器。 发送器线圈会在次级线圈中产生电压、这是导电目标在线圈上方位置的函数。 LDC5072-Q1会对次级线圈接收到的信号进行解调、并输出一个正弦通道和一个表示导电目标在传感器线圈上方的位置的余弦波形。 MCU 可以通过在正弦和余弦输出上执行反正切来计算电机角度、如下图所示。
下面显示了系统模拟部分的原理图(来自 EVM 用户指南)。 还可以在该处找到更详细的原理图。 移动的目标将在连接到器件 INxP 和 INxN 引脚的电感式传感器上产生调制时变磁场、继而导致正弦信号出现在输出引脚的 COS 通道(V (OUT0P、OUT0N)和 SIN 通道(V (OUT1P、OUT1N))上。
原理图与 LDC5072-Q1 EVM 相近 ,电感传感器除外。 这些尚未包含在 EVM 中、因为系统要求通常会阻止对原型设计有用的"典型"传感器和目标设计。 作为替代方案、可以使用 LDC5072-Q1传感器设计工具来设计您自己的传感器和目标。 这是一款基于 MATLAB 的工具、可从 LDC5072-Q1产品文件夹下载和安装、只需要激活 myTI 帐户并填写出口审批表。 用户可使用该工具输入其电气和机械要求、然后为 LDC5072-Q1创建目标和传感器设计、以及目标、传感器和 EVM 布局的支持 Gerber 文件。 可使用网上提供的免费软件创建 Gerber 的 pdf 表示形式。
该工具还可以创建 Spice 模型、让用户能够运行设计的 Spice 瞬态仿真。
有关此工具的安装和功能的更多详细信息、请参阅《 LDC5072-Q1传感器设计工具入门指南》。
如果不知道任何机械和电气要求、则可以创建使用工具中这些输入参数的默认值的设计。 这些值将传播到设计的布局、光绘文件和 Spice 模型中。
基于工具默认设置的设计会产生类似于下图的传感器和目标 PCB。
请注意、"传感器"PCB 包含两个连接到 LDC5072-Q1 INxN 和 INxP 引脚的输入线圈、以及一个由器件的 LCOUT 和 LCBIN 引脚驱动的励磁线圈。
请注意传感器和目标 PCB 顶层的寄存器标记(↑)。 它们可作为有用的参考点、并允许用户将目标与传感器上的已知点精确对齐。
LDC5072-Q1 EVM–添加谐振电容器和传感器 PCB
TI Store 现可提供样片或购买 LDC5072-Q1 EVM。 有关 EVM 的详细信息、请参阅 LDC5072-Q1 EVM 用户指南。 下图源自用户指南、显示了 EVM 的主要特性。
注意、EVM 没有传感器线圈或目标、但可以通过 上述 LDC5072-Q1传感器设计工具创建的设计来轻松添加这些线圈。 右侧的图是设计工具使用所有电气和机械 输入参数的默认值创建的传感器、此处仅作为示例提供。 请注意、该工具创建的传感器线圈 PCB Gerbers 不会在其连接点上带有标签、因此标签会包含在下图中以供参考。
本常见问题解答的其余部分将介绍将谐振电容器添加到 EVM 以及将传感器 PCB 连接到 EVM 的步骤。
步骤1
第一步是添加电容器以在 EVM 上放置 C23和/或 C24。 电容器由带有激励线圈的谐振 LC 电路提供。 一组良好的起始值为 C23 = 33pF/50V 和 C24 = 330pF/50V。 如果未添加这些电容、则激励将不支持信号、器件将进入 FAULT 状态。
步骤2
下一步是如下图所示、将导线焊接到传感器 PCB 上、然后扭曲导线、使其每英寸转3-5圈。
步骤3
最后、将有线连接的开路端连接到 EVM、如下图所示。
步骤4
在最后一步、应将 PC 板安装在基座上、并将目标安装在主轴上、该主轴可在传感器线圈上方自由旋转而不会发生摆动、并且目标和线圈之间的间距保持理想。 下图显示了3D 打印底座和主轴的示例。
测试 EVM
连接完成后、可以通过测量电路板上某些连接和测试点的直流和交流电压来测试返工。 下表显示了您应该针对电路板上的不同点看到的近似电压。 该图显示了手动旋转目标时 OUTmn 引脚的波形。
| 连接 | DC 电压 |
| VREG | 3.3 V 直流 |
| VCC | 5.0 V 直流 |
| LCIN、LCOUT | 1.6 V 直流 |
| IN0P、IN) N、IN1P、IN1N | 1.6 V 直流 |
| OUT0P、OUT0N、OUT1P、OUT1N | 0.35V 至4.65V |
