航晶微推出一款全新的國產化位移傳感器激勵解調電路HJG698

01 背 景

伴隨著各國航空航天、船舶等領域，以及工業(yè)控制和農業(yè)現(xiàn)代化的不斷需求與發(fā)展，對位移傳感器的需求與應用要求也在不斷地上升，且在不同的應用領域對于位移傳感器的結構需求也不一致。航晶早期推出了一款替代AD598的全國產位移傳感器激勵解調電路HJG598，在多個領域的裝配中使用已成熟，其型號能夠與五線制和六線制的位移傳感器進行配套使用。

對于配套半橋式三線制和四線制位移傳感器應用領域的空白，航晶公司結合已往的深厚的模擬電路設計與應用經驗，現(xiàn)推出一款全新的國產化位移傳感器激勵解調電路HJG698，其能夠完全國產化功能替代進口器件AD698。

02 概 述

HJG698是采用符合GJB2438內控指示要求的厚膜集成工藝設計完成的LVDT/RVDT激勵解調器，包含一個方波振蕩器、帶通濾波器和具有差分輸出功能的運算放大器，用于產生驅動原邊LVDT/RVDT的激勵信號，同時HJG698將LVDT/RVDT輸出的調幅波信號進行差值運算并轉換為直流電壓信號輸出。

HJG698的激勵采用方波振蕩器與帶通濾波器結合的形式，將方波信號濾波輸出為正弦波信號，并采用低漂移精密電壓源的形式為振蕩電路網絡供電，即設置器件帶通濾波網絡的外圍電阻與電容元件只需要選擇低溫票類型，就能夠得到低溫漂的正弦波信號激勵輸出。采用了增益1/1的差分輸出放大器作為激勵信號輸出對LVDT/RVDT進行驅動，使得即使LVDT/RVDT不存在共地端口，HJG698仍然可以進行正常驅動，能夠配套驅動三線制半橋或四線制的傳感器。后級解調部分采用了差分式的輸入結構，這使得差分式的激磁信號溫漂在后級解調電路工作原理上就能夠得到抑制，使得輸出直流信號的溫漂更低。

HJG698非常適合精密位置和計量應用，具有溫漂小、檢測精度高、可靠性高、高靈敏度等優(yōu)點?？蓱糜谒欧?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/8966/" target="_blank">控制系統(tǒng)、航空航天、電子等領域的角度位置檢測系統(tǒng)中。

03 特性對照

下面是HJG698、HJG598與AD698的特性對照表。

04 電原理框圖

HJG698電原理框圖如下：

05 封裝形式及引出端

HJG698采用陶瓷雙列直插外殼HD16-02A，封裝外形尺寸和實物圖如下：

HJG698引腳引出端定義如下（頂視圖）：

06 絕對額定最大值

07 電特性

除非另有說明，VCC=+15V,VEE=-15V,TA=25℃。電特性表如下：

08 典型應用圖

HJG698的三線制與四線制位移傳感器的典型應用圖如下：

注：

1.根據電特性表中所描述的各項計算公式描述，通過設置電容CT值可以對激磁信號的頻率進行調節(jié)，公式要求滿足：（電容單位為pF,頻率單位為Hz）

設置完成激磁信號頻率后，在通過調節(jié)電阻R1、R2與電容C3、C4以對帶通濾波器的參數(shù)進行設置，推薦參考下述的公式要求進行計算以獲得失真度小的正弦波信號。帶通濾波器參數(shù)計算公式要求滿足：（電阻單位為KΩ，電容單位為pF，頻率f單位為Hz）

根據激勵信號幅度要求先計算出帶通濾波器的增益設置倍數(shù)A與電阻R2的阻值，而帶通濾波器的輸入信號為2.5Vrms的方波信號，其基波正弦波的有效值應為（2.5×4）/πVrms，即輸出激勵正弦波EXC+與EXC-的有效值為(A×2.5×4×0.707）/πVrms。

之后再通過公式計算出電阻R1與電容C3和C4的值大小，注意電阻與電容都應選擇具有低溫漂特性的元件。

通過設置電阻RG可以對最終輸出直流信號VOUT的幅度進行調節(jié)，滿足下述公式：

VIN+與VIN-即為器件的16腳IN+和15腳IN-上的輸入電壓的有效值幅度。

可以通過外置電容C1與C2對后級解調部分的全波整流電路的截止頻率進行設置，其計算公式滿足：

而截止頻率f還應滿足≤0.1倍的激磁信號頻率，這樣輸出的直流電壓信號才能夠保持失真度低、精度高的特點。截止頻率的設置也影響了后級解調網絡工作的時間常數(shù)，因此截止頻率點的設置于用戶要求傳感器的響應速度也有關系，即截止頻率不能設置的過低以使得器件解調工作的響應時間過長。

2.上述電容都應選用NPO介質的陶瓷電容以能夠使得器件的溫度特性更優(yōu)秀。

3.可以通過對REF端進行設置以對最終輸出信號的偏置電壓進行調節(jié)，其計算公式滿足：

但注意VREF基準電壓推薦要應用基準源進行提供。

審核編輯：劉清