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LDC1614: 线圈直径小,增加电感器件,电感值怎么选择

Part Number:LDC1614

设计了一个外直径2mm的线圈,2层板子,线宽线径3mil,1mm板厚。问题:1、接到LDC1614EVM板上,用GUI测试物体接近无反应,看TI的天线板上在直径8mm以下的线圈都串联了一个电感,电感值怎么选择?

2、看Ben Kasemsadeh曾在14年8月发过一篇文章,也讲到在线圈尺寸小时要串联电感,但他的电感值是根据测得的线圈串联内阻,串电感后总内阻,及串电感后总电感量确定的,他是怎么测得的这些值哪?没有仪器的情况下怎么选择到合适的电感?

Amy Luo:

您好,

1、在 LDC1614的应用说明中没有看到线圈要串联电感的应用说明,您说的天线板具体是哪个板子,其中是对LDC1614的应用吗?

在LDC Sensor Design (Rev. C) 中 2.4 Inductor Size ,有这样的一句说明:It may be surprising to learn that the overall inductance of the sensor, which corresponds to the intensity of the magnetic field, does not significantly affect the sensing range,即令人惊讶的是,与磁场强度相对应的传感器总电感对感应范围没有显著影响。 因此,在LDC1614应用中,线圈串联电感对感应范围没显著作用。

2、您可以附上Ben Kasemsadeh的文章链接吗?

下面文档讲了LC sensor 的Rp测量方法,希望对您有帮助:

Measuring Rp of an L-C Sensor for Inductive Sensing:https://www.ti.com.cn/cn/lit/an/snoa936/snoa936.pdf

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ping JIN:

感谢您的答复,天线板是我自己设计的一个外径2mm的板子,是对LDC1614的应用。 https://e2echina.ti.com/blogs_/b/analogwire/posts/2-pcb?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=Ben%252520Kasemsadeh# 讲的是设计的直径2mm的线圈串联一个4.7uH的电感解决与芯片无法产生谐振的情况。因空间有限,我设计的天线板也是外径2mm,用的10nf的电容,用LDC1614EVM测试无反应,是否也能通过串联一个电感来解决,不知道串联多大的电感。

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Amy Luo:

上述链接也没有讲具体怎么选择的4.7μH 电感,应该是尝试性的使用了这个值。

关于怎样选择串联的电感值,我没有找到进一步的资料说明。关于这个问题,我问一下更了解这款芯片的资深工程师,因为明天是周末,可能需要您等几天。

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Amy Luo:

下面是对应的回复:

Some of the sensor parameters aren't mentioned, like the sensor inductance and the desired oscillation frequency.

The first step would be to find out those values, and calculate the required Rp and C.If the Rp is not between the absolute minimum (250Ω) or the max (100kΩ) values, then  series inductor as the note suggests may be a potential solution.

A starting point for the series inductor could be to choose an initial part based on readily available shielded inductors.With that first part, use Lsensor+Lseries to calculate the C for the required sensor frequency and the resulting Rp.If values agree with datasheet limits, then you will have a starting point for EVM experiments. 

If Rp doesn't meet data sheet limits, then try other values for series inductors and step thru the calculations until you find a set of candiadate values.

Please let me know if you have any questions.

对应的中文:

一些传感器参数没有提到,如传感器电感和期望的振荡频率。

第一步是找出这些值,并计算所需的Rp和C。

如果Rp不在绝对最小值(250Ω)或最大值(100kΩ)之间,则如上述链接所示,串联电感器可能是一种潜在的解决方案。

串联电感器的起点可以是基于现成的屏蔽电感器选择初始部件。

对于第一部分,使用Lsensor+Lseries计算所需传感器频率的C和产生的Rp。

如果值与数据表限制一致,则EVM实验将有一个起点。

如果Rp不符合数据表限制,则尝试串联电感器的其他值,并逐步进行计算,直到找到一组候选值。

如果你有任何问题,请告诉我。

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ping JIN:

您好,谢谢您的耐心解答。但我看的不是太明白,“对于第一部分,使用Lsensor+Lseries计算所需传感器频率的C和产生的Rp。”第一部分是什么的第一部分,用Lsensor+Lseries怎么计算C和RP哪,是根据公式  吗,不知道Lseries和Rs的值啊。

另外,如果尝试串不同的电感值测Rp,

看Measuring Rp of an L-C Sensor for Inductive Sensing这篇文章上有讲到用矢量网络分析仪测Rp,这里的XL是测得的虚部吗,Rs是测得的实部吗

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Amy Luo:

我对他的回复理解如下:

ping JIN 说:“对于第一部分,使用Lsensor+Lseries计算所需传感器频率的C和产生的Rp。”第一部分是什么的第一部分,

这里的第一部分应该是指的上面提到的第一步(即,第一步是找出这些值,并计算所需的Rp和C。)

ping JIN 说:用Lsensor+Lseries怎么计算C和RP哪,是根据公式  吗,不知道Lseries和Rs的值啊。

是的,根据这2个公式,这里可以 把Lsensor+Lseries看成一个整体L,即期望的传感器电感值L,这样知道了期望的传感器电感值和期望的振荡频率。就可以计算Rp了。这里的Rs是期望使用传感器的寄生电阻。C是已知的。因为期望的振荡频率是已知的,根据期望的振荡频率,选择出L(L是Lsensor+Lseries的整体值,或者未串联电感的Lsensor)和C;

ping JIN 说:另外,如果尝试串不同的电感值测Rp,

根据以上步骤可以找到合适的Rp以及对应的串联电感值,然后可以根据文档snoa936.pdf中的方法实际测量Rp;

ping JIN 说:看Measuring Rp of an L-C Sensor for Inductive Sensing这篇文章上有讲到用矢量网络分析仪测Rp,这里的XL是测得的虚部吗,Rs是测得的实部吗

是的,计算时XL 和 RS的使用值就是在选中频率上显示的XL 和 RS,如下图蓝色框内。

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