原创灵活的传感器信号调理器（二）

 2014-4-8 12:29  1301 9 9 分类: 消费电子

马超群(Email:chaoqun_ma@126.com QQ:331332430)

由微控制器或者一台计算机来调理

iC-TW3由一个双向的脉宽调制1-线接口来读/写访问所有的寄存器，如同连接的参数存储器件（一个标准的I²C EEPROM）。在实际应用中可以通过一个微控制器的端口直接控制。此连接也可以配置成一个光学的只-写连接，如果是密封的传感器补偿，需要“无线”设置。例如，通过一个光传输窗口完成。可提供一个适配器用来开发和设计使用，它可以连接到普通计算机或者笔记本电脑的USB接口。图3描述了iC-TW3的图形用户界面用于调理信号通路A和B。在开发期间，这允许用户确定所有的前置放大器的增益和偏置、滤波器和输出放大器的参数。工作模式设置（差分或者单端）和传感器错误监控也可以使用这个工具来编程设置。如果设置被选择，所有新的设置通过软件立即写入iC-TW3连接的EEPROM。当前iC-TW3的测量温度、EEPROM校验和报警、超温和传感器错误也形象的显示出来。每个信号增益路径可以设置为省电模式来节省功耗。

第三个通道Z信号通路的设置是相似的。这可以用来扫描增量编码器的参考轨道，用于角度和运动测量或者作为一个可调节的比较器支持增益和偏置警告设置。自动偏置补偿周期信号，例如那些正弦/余弦扫描和最大适应频率以及目标幅度（内部1/2V_PP或一个预设的外部值），使用Misc菜单选择所有的传感器信号通道。这也可以用来切换温度补偿的开关和设置最高温度限制。插补细分点和温度补偿特性曲线特征（多达16个查找表）通过一个集成编辑器编辑（通过菜单Extras访问）。

图3：通过USB接口调理信号用于开发和生产

传感器桥应用

图4是一个运动传感器电路图，通过磁或者光传感器桥扫描两个差分轨道，然后调理这些周期的正弦/余弦信号，放大到1Vpp以及通过连接电缆差分传输他们给一个120Ω的线路终端。视情况，一个索引传感器信号可以经iC-TW3的第三个通道调整处理和传输。这种方法的优越性是差分的正弦/余弦传输实际上不受接口影响，以至于它的逻辑可验证性，确保应用电路的功能安全。在接收器部分调理过的传感器信号也可以使用一个非常高的分辨率数字化，使得线缆短路和断路在接收器部分能容易的被识别。

图4：运动传感器带正弦/余弦信号调理和差分模拟传输

上电后，iC-TW3从EEPROM提取工作模式和校准数据填充到它的内部RAM。依旧可以通过1-线接口访问它，允许重新补偿或者改变工作模式。然后，这些变更可由iC-TW3写入EEPROM。如果iC-TW3检测到一个错误（例如超温、EEPROM校验错误或者传感器器件连接线断开），NERR输出被激活。这个报警然后可由一个数字输出驱动器通过长的线路或者电缆传输。

内置安全功能

而图4所示的系统支持安全的差分线在120Ω的负载线驱动，图5所示的系统支持100Ω线驱动。图5所示的是磁增量编码器的例子，磁传感器桥或者光信号被iC-MSB用iC-TW3相似的方法放大和调理。在线缆带100Ω的终端电阻，iC-SMB提供一个摆率为1Vpp值并且支持短路保护和容错。iC-SMB电路通过了失效模式与影响分析(FMEA)，因此适合在安全应用中使用，例如西门子数控产品系统。