在我文章中，我解釋了多通道電感感應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)勢和配置以及 TI電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器(LDC) 產(chǎn)品組合的最新擴展。在這篇文章中，我將解釋如何計算單通道和多通道 LDC 系統(tǒng)的時序特性。

與LDC1000類似，新的多通道 LDC具有數(shù)據(jù)就緒信號 (DRDY)，可以檢測新數(shù)據(jù)樣本何時可用。此外，多渠道最不發(fā)達國家的時間安排是完全確定的；因此，無需輪詢 DRDY 信號或使用中斷引腳即可計算數(shù)據(jù)樣本何時準備就緒。

圖 1 和圖 2 中的示波器圖分別顯示了傳感器輸入引腳在單通道和多通道模式下的單端測量結(jié)果。在本例中，LDC 配置了相對較短的 128 F REF周期 (CHn_RCOUNT = 0x08) 的轉(zhuǎn)換時間，這以較低的測量精度為代價實現(xiàn)了高采樣率。

  圖 1：單通道配置時序（IN0A 上的單端測量：黃色和 IN1A：青色）

圖 2：雙通道配置時序（IN0A 上的單端測量：黃色和 IN1A：青色）

最不發(fā)達國家的時間安排是確定性的，可以分為：

· 起床時間。這是將設(shè)備從關(guān)機模式喚醒到睡眠模式所需的時間。

· 從睡眠時間醒來。這是設(shè)備需要從睡眠模式更改為活動模式的時間。

· 傳感器激活時間。在 0x10、0x11、0x12 和 0x13 的 SETTLECOUNT_CHn 寄存器中為每個通道單獨配置傳感器激活時間。如果傳感器特性因通道而異，則可以選擇不同的傳感器激活時間。這個時間是特定于傳感器特性的，應(yīng)該為傳感器提供足夠的時間來穩(wěn)定。LC 諧振回路穩(wěn)定所需的時間取決于其 Q 因子和傳感器振蕩頻率。具有高 Q 因數(shù)的 LC 諧振回路比具有較低 Q 因數(shù)的諧振回路需要更長的時間來穩(wěn)定，具有高傳感器頻率的 LC 諧振回路比具有低傳感器頻率的諧振回路更快。傳感器激活時間適用于特定傳感器被激活時。在單通道模式下，它只適用一次，當睡眠模式被禁用時。在多通道模式下，傳感器在不使用時會自動關(guān)閉，因此每次 LDC 切換通道時都會應(yīng)用傳感器激活時間。對于給定的傳感器設(shè)計，將此時間設(shè)置得太短會降低測量性能。將其設(shè)置得比需要的更長不會影響性能，但會增加額外的延遲，因此不建議在依賴高采樣率的應(yīng)用程序中使用。

· 轉(zhuǎn)換時間。頻率測量發(fā)生在轉(zhuǎn)換時間間隔內(nèi)，該時間間隔在 RCOUNT_CHn 寄存器的 0x08、0x09、0x0A 和 0x0B 中設(shè)置。轉(zhuǎn)換一個樣本所需的時間可能介于 80 個 FREF 時鐘周期（在 CLKIN = 40MHz 時為 2μs）和 1,048,560 個 FREF 時鐘周期（在 CLKIN = 40MHz 時為 26.2ms）之間。更快的轉(zhuǎn)換時間允許更高的采樣率，但測量精度更低，如數(shù)據(jù)表的應(yīng)用曲線所示。您可以單獨選擇每個傳感器的轉(zhuǎn)換時間間隔；因此，可以滿足不同通道對測量精度有不同規(guī)范的系統(tǒng)的要求。

· 切換延遲。 通道切換延遲僅適用于多通道模式，用于關(guān)閉一個傳感器并切換到序列中的下一個傳感器。

總之，在多通道系統(tǒng)中，單個樣本的停留時間間隔是三個部分的總和：

· 傳感器激活時間。

· 轉(zhuǎn)換時間。

· 通道切換延遲。

如圖 2 所示，一次轉(zhuǎn)換需要 1.8ms（傳感器激活時間）+ 3.2ms（轉(zhuǎn)換時間）+ 0.75ms（通道切換延遲）= 每通道 16.75ms。如果通過設(shè)置 AUTOSCAN_EN = 1 和 RR_SEQUENCE = 00 將 LDC 配置為雙通道操作，則每 33.5ms 將從數(shù)據(jù)寄存器中獲得一組完整的轉(zhuǎn)換結(jié)果。如果將器件配置為四通道模式（通過設(shè)置 AUTOSCAN_EN = 1 和 RR_SEQUENCE = 10），則完成一組完整的轉(zhuǎn)換結(jié)果需要 67 毫秒。

要確定不同配置中的時序，請參閱電感傳感設(shè)計計算器工具。

如果您在設(shè)計中使用LDC1312、LDC1314、LDC1612或LDC1614，請務(wù)必查看本系列的下一部分，屆時我將討論LDC1612和LDC1614的擴展范圍優(yōu)勢和卓越的測量性能。