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LDC1001: 接近数据不稳和检测距离的问题

Part Number:LDC1001

你好,TI:

想问两个关于LDC1001的问题,

Q1:为什么检测的时候接近数据寄存器读出来的值会有些不稳定,想要设置的迟滞与实际上有不小的差别,接近数据的获取大概的原理可否简单讲一下?

Q2:另外CF滤波电容CFB和INA/INB是存在什么样的关系,为什么会搞两个波形来看,实际是不是看CFB就行了。现在测试出来距离有5~6mm,使用直径14mm的磁芯电感来调检测的距离可以设置到10mm左右,再高的话输出就不稳定了,这已经是此种方案下可调出的最远距离了吗?

谢谢!

Amy Luo:

您好,

1、datasheet 中 7.3.1 Inductive Sensing写了其工作原理,大概意思是流经电感的交流电流会产生交流磁场。如果导电材料或测量目标进入线圈附近,那么磁场会在导电材料上产生涡流,此涡流电流是导体距离,大小和材质的函数。随后涡流产生自己的磁场,这将与线圈产生的原始磁场形成对抗。

导体表面产生的涡流可建模为变压器,如上图6所示,初级线圈和次级线圈之间的耦合是导体距离和导体特性的函数。在图6中,电感LS是线圈的电感,RS是线圈的寄生串联电阻,电感L (d)是传感器到目标距离d的函数,是金属目标的耦合电感。同样,R(d)是涡流的寄生电阻,也是距离的函数。因此可以从涡流的寄生电阻与距离间找出一个关系,通过测量电阻可以知道距离。LDC1001 测量等效并联共振阻抗RP (见下图8)。

2、应该是的,datasheet给出了14mmPCB线圈可以测量距离的曲线图,一般最大距离是线圈直径的一半,也就是7mm;可以测到最大距离10mm已经很不错了。

ruilong wang 说:另外CF滤波电容CFB和INA/INB是存在什么样的关系,为什么会搞两个波形来看,实际是不是看CFB就行了。

datasheet没有说明CFB和INA/INB之间存在什么关系,测量CFB波形主要是为了确定滤波电容值,具体分析见datasheet 8.1.3 Choosing Filter Capacitor (CFA and CFB Pins)部分。

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ruilong wang:

你好:

      首先我想了解的是为什么检测的时候接近数据寄存器读出来的值会有些不稳定。datasheet我有仔细的研读,我在想是否是因为CFB的波形不稳定导致Rp在跳动所以读出来接近数据会不停的变化。比如我设置阈值电压之后,8mm为翻转点,然后我调整到8.5mm它是没有翻转的,静置一会儿,有时候会跳动至翻转状态,所以检测不稳定。接近数据的产生原理是不是从INA或者CFB的波形处理出来的所以会导致此问题的产生。

     其次我觉得CFB和INA肯定是存在相关的控制关系,其他的LDC系列好像是取消掉了CF滤波电容,那这个电容是不是可以直接去掉的。在这个芯片上应该是不能去掉的,它类似于一种目标接近时幅值的变化。Rp是一个等效存在的阻抗,实际上可能是涡流损耗对频率或者lc振幅影响进行数字化转化的接近数据吧。

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Amy Luo:

滤波电容的值是基于传感器线圈的时间常数,该常数由L/RS确定(L=电感,RS=电感器在振荡频率下的串联电阻)。此时间常数越大,所需的滤波电容越大。若CFB的波形不稳定,那么振荡频率肯定不稳定,那么测得的RP也就不稳定。

因此,电容器的选择对LDC的工作非常重要,电容器应选择低漏电,温度稳定,并且不得产生任何压电噪音,因为任何类型噪音都直接通过RP耦合到转换器中,造成转换结果不稳定。若使用陶瓷电容,则建议使用C0G 或NP0的电容,额定电压应≥10 V,并且电容器连接到CFA和CFB管脚的迹线应尽可能短,以减少任何寄生参数。

最后请检查确认所使用电容值是否按照datasheet 8.1.3 章节步骤确定的电容值。

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