Sensore multigiro True Power On ANALOG DEVICES ADMT4000

I progetti di riferimento Circuits from the Lab® sono progettati e testati per un'integrazione di sistema rapida e semplice, contribuendo a risolvere le attuali sfide di progettazione analogica, a segnale misto e RF. Per ulteriori informazioni e/o supporto, visitare il sito www.analogico.com/CN0602

Dispositivi collegati/riferiti
Sensore multigiro True Power-On ADMT4000
Convertitore CC/CC step-up LT3467 da 1.1 A con avvio graduale integrato

VALUTAZIONE E SUPPORTO ALLA PROGETTAZIONE

• Progettazione e integrazione Files
  • Schemi, layout Files, distinta base

FUNZIONI E VANTAGGI DEL CIRCUITO

• Questo progetto di riferimento fornisce una piattaforma di sviluppo altamente integrata per il sensore multigiro true power-on ADMT4000 nel suo package TSSOP (Thin Shrink Small Outline Package). Progettata per una facile prototipazione e una rapida valutazione, la scheda combina funzionalità, diagnostica e modularità, eliminando la necessità di una fase di sviluppo iniziale.tagLayout PCB personalizzato. Consente ai progettisti di convalidare l'ADMT4000 in condizioni che riproducono fedelmente la produzione finale, inclusi mappatura accurata dei pin, integrità del segnale, comportamento termico e dettagli del packaging. La scheda include un'interfaccia plug-and-play con connettività SPI e capacità di reset magnetico.
• Il sensore di conteggio dei giri dell'ADMT4000 è costituito da una spirale di resistori magnetoresistenti giganti (GMR), tramite i quali il pattern di magnetizzazione di questi resistori viene utilizzato per determinare il conteggio dei giri e la posizione assoluta di un sistema. Se il massimo
  Se si supera il campo magnetico consentito (BMAX), la spirale del GMR potrebbe danneggiarsi. Questo scenario non danneggia il dispositivo, ma sarà necessario un reset della spirale. Il reset può essere ottenuto ruotando il magnete del sistema di oltre 46 giri in senso orario o applicando un campo magnetico superiore a 60 mT nella direzione di 315°. L'implementazione del circuito di reset con i componenti specificati garantirà che la bobina di reset sia sufficientemente energizzata da generare il campo magnetico necessario per resettare il sensore di conteggio giri del GMR.
• Il circuito mostrato nella Figura 1 prevede una bobina integrata e un generatore di impulsi che vengono utilizzati, in combinazione con il magnete del sistema, per reimpostare il sensore GMR.

Il circuito è costituito dai seguenti blocchi chiave:

• Configurazione ADMT4000
• Generatore di impulsi per la bobina di reset magnetico GMR

Figura 1. Schema elettrico che illustra l'uso di un generatore di impulsi e di una bobina per il ripristino magnetico del sensore GMR

DESCRIZIONE DEL CIRCUITO

INTERFACCIA SPI
L'ADMT4000 è dotato di un'interfaccia SPI, che può essere utilizzata per controllare tutte le funzioni del componente e ottenere la posizione assoluta di un sistema all'accensione. I pin di input/output generici (GPIO) sono pin multifunzionali e possono essere configurati impostando un registro su una funzione specifica. Ad esempioample, GPIO1 può essere configurato come pin di input, output o di avvio della conversione (CNV).
La Figura 2 mostra la configurazione quando nessuno dei pin GPIO è richiesto. Se i pin GPIO non vengono utilizzati, devono essere collegati a massa tramite una resistenza da 100 kΩ, ad eccezione di GPIO5, che deve essere collegato a VDRIVE tramite una resistenza da 100 kΩ.

Come illustrato nella Figura 3, i resistori pull-down non sono necessari quando i GPIO sono collegati a un microprocessore.

Il circuito mostrato in Figura 1 può essere configurato con qualsiasi combinazione di GPIO, utilizzando o meno. Nella maggior parte dei casi, l'interfaccia SPI deve essere collegata direttamente a un microprocessore situato sullo stesso PCB. Sebbene sia possibile pilotare l'interfaccia SPI tramite un cavo, caratteristiche diverse del cavo potrebbero richiedere un filtro RC. Questa nota sul circuito non specifica i valori richiesti per pilotare l'interfaccia SPI tramite un cavo, ma fornisce i footprint sul PCB per aggiungere resistori e condensatori.

Durante il normale funzionamento, l'ADMT4000 è in genere collegato direttamente a un microprocessore tramite l'interfaccia SPI. In questa configurazione, i resistori e i condensatori identificati dalla Nota 1 nella Figura 1 non sono necessari. Tuttavia, se l'ADMT4000 è controllato da un microprocessore esterno, potrebbe essere necessario un filtro RC, a seconda delle caratteristiche del cavo di collegamento, per garantire una comunicazione SPI affidabile. Inoltre, le porte GPIO devono essere terminate in conformità con le linee guida fornite nella scheda tecnica dell'ADMT4000.

GENERATORE DI IMPULSI

Il circuito del generatore di impulsi per la bobina di reset è suddiviso in sei sezioni principali:

1. Voltage Circuito Boost
   il volumetagIl circuito boost basato sul convertitore DC/DC step-up LT3467 è configurato per aumentare l'alimentazione da 5 V a 29.3
   V. Il convertitore carica il condensatore C12 a basso ESR a 29.3 V.
2. Limitazione di corrente
   Il resistore R27 viene utilizzato per controllare la corrente di spunto verso C12. Se è disponibile un alimentatore con una corrente nominale maggiore, è possibile ridurre R27 per abbreviare il tempo di carica del condensatore.
3. Rilevamento corrente
   Sebbene non sia necessario nell'applicazione finale, è incluso un resistore di rilevamento R1 per consentire la misurazione dell'impulso di corrente attraverso la bobina di reset utilizzando una sonda differenziale.
4. Ripristina configurazione bobina
   La bobina di reset, L2, è una bobina planare integrata nel PCB; per ulteriori dettagli sul layout della bobina, vedere la nota applicativa AN-2610. Un diodo polarizzato inversamente, D2, viene utilizzato ai capi della bobina integrata per fornire un percorso per il ritorno induttivo dalla bobina.
5. Percorso di scarica a impulsi
   Il condensatore C12 viene scaricato attraverso L2 tramite il MOSFET a canale n Q1. Il MOSFET è selezionato per una bassa resistenza di conduzione (Ron) con una bassa tensione gate-sourcetage (VGS). Sebbene il MOSFET scelto dovesse essere completamente acceso a 3.3 V, si è ritenuto necessario pilotare VGS a 5 V per fornire un impulso di reset affidabile.
6. Mitigazione del rumore di fondo
   Per ridurre al minimo il rumore di terra durante la scarica del condensatore, è stata utilizzata una perlina di ferrite E1 per separare la massa di ripristino della bobina dal resto del circuito.

VARIAZIONI COMUNI

A seconda del volume di fornitura disponibiletagAd esempio, il convertitore CC-CC utilizzato per caricare il condensatore nel generatore di impulsi di reset può essere modificato. Il circuito CN0602 utilizza un condensatore elettrolitico con una ESR di 22 mΩ a 100 kHz. Questo condensatore può essere sostituito con un condensatore al tantalio, a condizione che la sua ESR rimanga nello stesso intervallo.

VALUTAZIONE E TEST DEL CIRCUITO

Il sensore di conteggio delle svolte GMR può essere resettato applicando un campo magnetico esterno con un'intensità di campo superiore a 60 mT con orientamento a 315°. Un metodo comune per generare questo campo è l'uso di un elettromagnete. Nel progetto di riferimento CN0602, questo viene implementato utilizzando una bobina di filo posizionata vicino al sensore e integrata nel circuito stampato. Un condensatore viene utilizzato per caricare e scaricare la bobina, producendo così il campo magnetico necessario per resettare il sensore.
La figura 4 presenta i grafici dell'oscilloscopio dei segnali chiave coinvolti nel raggiungimento di un reset riuscito del sensore di conteggio dei giri GMR:

• Il canale 1 visualizza il segnale di reset della bobina da 5 V con livello spostato.
• Il canale 2 mostra il segnale di reset della bobina originale da 3.3 V prima del buffering.
• Il canale 3 illustra la scarica del condensatore C12 attraverso la bobina per generare un forte campo magnetico.
• Il canale 4 cattura la corrente della bobina, che raggiunge il picco a quasi 200
• A. Questa corrente produce un campo magnetico superiore a 60 mT con un orientamento di 315°, sufficiente a resettare il sensore GMR.

SAPERNE DI PIÙ
CN0602 Pacchetto di supporto alla progettazione

SCHEDE E SCHEDE DI VALUTAZIONE

• Scheda tecnica ADMT4000
• Scheda tecnica LT3467
• Scheda di valutazione LT3467

CRONOLOGIA DELLE REVISIONI

8/2025—Revisione 0: versione iniziale

Attenzione ESD
Dispositivo sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). I dispositivi e le schede di circuito caricati possono scaricarsi senza essere rilevati. Sebbene questo prodotto sia dotato di circuiti di protezione brevettati o proprietari, potrebbero verificarsi danni sui dispositivi sottoposti a ESD ad alta energia. Pertanto, è necessario adottare le dovute precauzioni ESD per evitare il degrado delle prestazioni o la perdita di funzionalità.

(Continua dalla prima pagina) I circuiti Circuits from the Lab sono destinati esclusivamente all'uso con i prodotti Analog Devices e sono proprietà intellettuale di Analog Devices o dei suoi licenziatari. Sebbene sia possibile utilizzare i circuiti Circuits from the Lab nella progettazione del proprio prodotto, nessuna altra licenza è concessa implicitamente o in altro modo ai sensi di brevetti o altre proprietà intellettuali tramite l'applicazione o l'uso dei circuiti Circuits from the Lab. Le informazioni fornite da Analog Devices sono ritenute accurate e affidabili. Tuttavia, i circuiti Circuits from the Lab sono forniti "così come sono" e senza garanzie di alcun tipo, esplicite, implicite o statutarie, incluse, a titolo esemplificativo ma non esaustivo, qualsiasi garanzia implicita di commerciabilità, non violazione o idoneità per uno scopo particolare, e Analog Devices non si assume alcuna responsabilità per il loro utilizzo, né per eventuali violazioni di brevetti o altri diritti di terzi che possano derivare dal loro utilizzo. Analog Devices si riserva il diritto di modificare qualsiasi circuito Circuits from the Lab in qualsiasi momento senza preavviso, ma non ha alcun obbligo di farlo. Tutti i prodotti Analog Devices qui contenuti sono soggetti a rilascio e disponibilità.

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Documenti / Risorse

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Riferimenti

• Manuale d'uso