電感感測(cè)：在不使用昂貴阻抗分析器的情況下設(shè)置傳感器驅(qū)動(dòng)電流

TI的多通道電感至數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (LDC) 特有一個(gè)用來(lái)設(shè)置最佳傳感器幅度的可調(diào)傳感器驅(qū)動(dòng)電流。這個(gè)最佳驅(qū)動(dòng)電流電平取決于傳感器，并且由諧振頻率上的并聯(lián)電阻RP決定。一個(gè)傳感器的RP 越小，所需要的驅(qū)動(dòng)電流就越高。

LDC1612, LDC1614, LDC1312和LDC1314具有被稱為IDRIVE的專用驅(qū)動(dòng)電流控制。這個(gè)控制功能在每條通道上單獨(dú)提供，并且設(shè)置值在16μA (IDRIVE = 0) 至 1.56mA (IDRIVE = 31) 之間。電流越高，傳感器的振幅越大。首選IDRIVE設(shè)置為VOSC < 1.8VP 時(shí)的最高值。

為什么正確的傳感器幅度如此重要？

1.2VP 至1.8VP 之間的傳感器振幅 (VOSC) 可以獲得最佳的測(cè)量精度。以下條件會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生負(fù)面影響：

如果VOSC > 1.8VP，由于LDC的內(nèi)部架構(gòu)，測(cè)量精度會(huì)隨著溫度的上升而下降。

如果VOSC < 1.2VP，那么信噪比 (SNR) 性能會(huì)下降。

如果VOSC < ~0.5VP，那么這個(gè)傳感器也許無(wú)法具有一個(gè)穩(wěn)定的振蕩，并且LDC無(wú)法測(cè)量電感值。

相對(duì)于保持在1.2VP以上，將電壓保持在1.8VP 以下更加重要。當(dāng)目標(biāo)距離傳感器越來(lái)越近時(shí)，幅度會(huì)減少。為了避免超過(guò)上限，在系統(tǒng)最大目標(biāo)距離的位置上進(jìn)行測(cè)量。如果目標(biāo)不一定出現(xiàn)在系統(tǒng)中，這可以是大氣中的測(cè)量值。

為什么不使用自動(dòng)幅度設(shè)置呢？

我只在快速原型設(shè)計(jì)用途方面建議使用自動(dòng)幅度特性。通過(guò)啟用RP 占先（RP_OVERRIDE_EN=1），并且禁用自動(dòng)幅度校正 (AUTO_AMP_DIS=1)，LDC使用IDRIVE寄存器中的驅(qū)動(dòng)電流設(shè)置。手工控制可以確保每次系統(tǒng)加電時(shí)，每條通道所使用的IDRIVE設(shè)置是一樣的，不論目標(biāo)距離如何，都使用的是一樣的驅(qū)動(dòng)電流。

有幾個(gè)確定合適驅(qū)動(dòng)電流電平的方法。使用一個(gè)示波器通常是最簡(jiǎn)單直接的方法，我將在這里對(duì)這個(gè)方法進(jìn)行解釋。

如何設(shè)定IDRIVE

如圖1中所示，你可以直接在DRIVE_CURRENT_CHx寄存器內(nèi)設(shè)定IDRIVE，或者在GUI中進(jìn)行設(shè)定。

圖1：在感測(cè)解決方案的評(píng)估模塊GUI中設(shè)定傳感器IDRIVE

我如何使用一個(gè)示波器來(lái)確定最佳驅(qū)動(dòng)電流？

我將一個(gè)合適的傳感器連接至EVM，并且按照最終系統(tǒng)那樣，使目標(biāo)遠(yuǎn)離傳感器。然后，我將探針設(shè)置到INAx引腳，并且測(cè)量了相對(duì)于接地的振蕩電壓。

在最開(kāi)始時(shí)，我選了一個(gè)非常高的IDRIVE設(shè)置，25，并且測(cè)量了IN0A引腳上的輸出。在圖2中，你可以看到峰值振幅為3.3V，這個(gè)值高于1.8VP 的建議限值。

圖2：IDRIVE = 25導(dǎo)致VOSC > 1.8V（不推薦）

然后，我在VOSC < 1.8V之前減少電流設(shè)置。在所選傳感器和目標(biāo)距離情況下，這出現(xiàn)在IDRIVE設(shè)置 = 19時(shí)（請(qǐng)見(jiàn)圖3）。需要注意的是，減小目標(biāo)距離會(huì)使得幅度減少，不過(guò)沒(méi)有必要擔(dān)心，只要符合系統(tǒng)精度技術(shù)規(guī)格即可。

圖3：IDRIVE = 19，這是滿足Vosc< 1.8VP 標(biāo)準(zhǔn)的最高設(shè)置（建議值）

如果RP 太低，以至于高達(dá)31的IDRIVE設(shè)置顯示出的幅度少于1.2VP，并且如果你只需要通道0的話，那么你可以使用高電流傳感器驅(qū)動(dòng)來(lái)提升電流 (HIGH_CURRENT_DRV=1)。

如何使用多個(gè)傳感器

為了執(zhí)行多個(gè)目標(biāo)的測(cè)量、執(zhí)行差分測(cè)量，或者將一個(gè)傳感器用作基準(zhǔn)傳感器，很多系統(tǒng)使用多個(gè)具有同樣傳感器特性的傳感器。在這個(gè)情況下，所有通道有可能使用同樣的IDRIVE設(shè)置，以確保一致的測(cè)量結(jié)果。我建議使用上面提到的過(guò)程來(lái)檢查所有傳感器。

如果不同的通道使用的傳感器組件不一樣，那么就單獨(dú)評(píng)估每條通道。沒(méi)有必要在所有通道上都使用同樣的IDRIVE設(shè)置。

總結(jié)

為了使你的多通道LDC達(dá)到最高性能，將IDRIVE電流設(shè)定為1.8VP以下的最高值。知道RP 值并不一定是出于這個(gè)目的；借助一個(gè)示波器，并使用我在這篇博文中描述的過(guò)程，你可以確定最佳的設(shè)置。

審核編輯：郭婷