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通用LVDT信号调理电路解析

通用LVDT信号调理电路解析

点击数:7509 次   录入时间:03-04 11:39:27   整理:http://www.55dianzi.com   传感器

    测试结果

    使用连接J3的Measurement Specialties,Inc. E-100经济型LVDT, 并通过数字示波器监控 EVAL-CN0301-SDPZ评估板上 AD698J6的输出,则实际输出纹波为6.6 mV p-p,如图5所示。

图5. 低通滤波器处理前的输出电压纹波

    AD698输出和 AD8615输入之间的低通滤波器(3 kΩ、0.01 μF) −3 dB带宽为5.3 kHz,并可将纹波降低至2 mV p-p。

    由于低通滤波器位于 AD698输出级和 AD8615输入级之间,数据便可从 EVAL-CN0301-SDPZ评估板收集,如图6所示。

图6. CN-0301评估软件屏幕截图

    AD698的纹波衰减至2 mV p-p,并且系统可获得11位无噪声 代码分辨率。

    有关本电路笔记的完整设计支持包,请参阅 http://www.analog.com/CN0301-DesignSupport。

    飞行控制表面位置反馈中的应用

    在美国,无人驾驶飞行器(UAV),或称无人驾驶飞机,正 在国家安全方面扮演着越来越重要的角色。这些高科技、 复杂的高空作业平台受控于数英里外的人员,并且支持多 任务。它们含有诸如空中侦察、作战武器平台、战场战区 指挥和控制监督或无人空中加油站等功能。

    UAV上这种复杂的系统采用无数电子传感器,用于精确控制 和反馈。若要控制UAV的高度(俯仰、滚动和偏航),则需 使用执行器对飞行控制表面施加作用力。这些执行器能否 对位置实现精确测量对于保持正确的飞行路径非常关键。

    用于测量执行器位置的传感器需要满足三个基本标准:精 度高、可靠性高和重量轻。由Measurement Specialties,Inc. 公司设计的LVDT可满足全部三个属性。

    多LVDT同步工作

    在许多应用中,将大量LVDT近距离使用,如多计数测 量。若这些LVDT以相似的载波频率运行,杂散磁耦合可 能导致拍频。产生的拍频可能会影响这些条件下的测量精 度。为避免这种情况,所有LVDT均同步工作。

    EVAL-CN0301-SDPZ 评估板经配置后(采用短路跳线连接跳 线JP1和JP3,并且不连接JP4),可在两个LVDT之间形成一 个主振荡器。 每个LVDT原边均以其自身的功率放大器驱 动,以便在 AD698器件之间共享热负载。

    常见变化

    选用的器件针对最大5 V的 AD698单极性输出优化;但也能 用其它组合替换。

    其它适用的单电源放大器包括 AD8565 和 AD8601。由于具 有输入过压保护以及输入端和输出端的轨到轨摆动能力, 这些放大器是 AD8615合适的替代品。若需采用双电源工 作,则建议使用 ADA4638-1或 ADA4627-1。

    AD7321是一款双通道、双极性输入、12位ADC,支持高 达±10 V的真正双极性模拟输入信号。若AD698输出±10 V双 极性信号,则建议使用 AD7321。

    电路评估与测试

    本电路使用 EVAL-CN0301-SDPZ电路板和 EVAL-SDP-CB1ZSDP-B系统演示平台控制器板。这两片板具有120引脚的对 接连接器,可以快速完成设置并评估电路性能。EVAL-CN0301-SDPZ包含待评估电路; EVAL-SDP-CB1Z (SDP-B)与CN-0301评估软件一起使用,可从 EVAL-CN0301-SDPZ获 取数据。

    设备要求

    需要以下设备:

    带USB端口的Windows® XP(32位)、Windows Vista®或 Windows® 7 PC

    EVAL-CN0301-SDPZ电路板

    EVAL-SDP-CB1ZSDP-B转接板

    CN-0301评估软件

    EVAL-CFTL-6V-PWRZ直流电源或同等6 V/1 A台式电源

    • Measurement Specialties,Inc.,E-100经济型LVDT (EVALCFTL-LVDT)

    开始使用

    将CN-0301评估软件放进PC的光盘驱动器,加载评估软 件。打开我的电脑,找到包含评估软件的驱动器。

    功能框图



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    电路框图见图1,完整的电路原理图见EVAL-CN0301- SDPZ-PADSSchematIC.pdf文件。PDF文件位于CN-0301设 计支持包中。

图7. 测试设置框图

    设置

    将 EVAL-CN0301-SDPZ上的120引脚连接器连接 EVAL-SDP-CB1Z (SDP-B)上的CONA连接器。使用尼龙五金配件, 通过120引脚连接器两端的孔牢牢固定这两片板。在断电 情况下,将一个6 V电源连接到电路板上的+6 V和GND引脚。 如果有6 V壁式电源适配器,可将其连接到板上的管式连接 器,代替6 V电源。将 EVAL-SDP-CB1Z附带的USB电缆连接 到PC上的USB端口。此时请勿将该USB电缆连接到 EVAL-SDP-CB1Z上的微型USB连接器。

    测试

    为连接到 EVAL-CN0301-SDPZ的6 V电源(或壁式电源适配器) 通电。启动评估软件,并通过USB电缆将PC连接到 EVAL-SDP-CB1Z上的微型USB连接器。

    一旦USB通信建立,EVAL-SDP-CB1Z就可用来发送、接 收、采集来自 EVAL-CN0301-SDPZ的并行数据。

    图8显示 EVAL-CN0301-SDPZ连接 EVAL-SDP-CB1Z的照片。有关 EVAL-SDP-CB1Z的信息,请参阅 UG-277用户指南。

    有关测试设置、校准以及如何使用评估软件来捕捉数据的 详细信息,请参阅CN-0301软件用户指南。

    针对原型开发的连接

    EVAL-CN0301-SDPZ针对 EVAL-SDP-CB1Z; 而设计;但任意 微处理器均可与 AD7992的I2C双线式串行接口实现连接。 为使另一个控制器能与 EVAL-CN0301-SDPZ一同使用,第 三方必须开发相应的软件。

    目前已有一些转接板能实现与ALTEra或Xilinx现场可编程门 阵列(FPGAs)的接口。利用Nios驱动器,Altera的BEMIcro SDK板能配合BeMicro SDK/SDP转接板一同使用。任何集 成FMC连接器的Xilinx评估板均可与FMC-SDP转接板一同 使用。

    EVAL-CN0301-SDPZ 还兼容Digilent、Imod接口规格。

    系统照片如图8所示。

连接到EVAL-SDP-CB1Z (SDP-B)板的EVAL-CN0301-SDPZ板



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