实验室电路之磁阻线性位置测量方案

　　　连接/参考器件

　　AD7866 双通道、1MSPS、12位同步采样SAR ADC

　　AD8227 宽电源范围、轨到轨仪表放大器

　　AD8615 低失调、低噪声、精密放大器

　　评估和设计支持

　　电路评估板

　　CN-0341电路评估板（EVAL-CN0341-SDPZ）

　　系统演示平台（EVAL-SDP-CB1Z）

　　设计和集成文件

　　原理图、布局文件、物料清单

　　电路功能与优势

　　图1所示电路提供非接触式AMR（各向异性磁阻）线性位置测量解决方案，在0.5英寸范围内具有2密耳（0.002英寸）精度。该电路适合高速、精确、非接触式长度和位置测量应用。

　　电路提供全部必要的数字调理，包括仪表放大器、缓冲器和双通道ADC,可高效处理AMR传感器的低电平电桥输出。

　　使用该电路可获得业界领先的位置测量解决方案，适用于阀门和流量测量、机床速度控制、电机速度测量和其他工业或汽车应用。

　　图1. 磁阻线性位置测量系统（原理示意图：未显示去耦和所有连接）

　　电路描述

　　Sensitec AA745是一款基于AMR的角度传感器，集成两个电流隔离式惠斯登电桥，互相之间的相对角度为45°。AA745具有最低失调电压（±2 mV）和高信号幅度（70 mV）。旋转磁场激励传感器，使其输出±70 mV电压。

　　AD8227仪表放大器放大目标信号，同时抑制2.5 V惠斯登电桥共模电压。驱动VREF引脚至2.5 V可将仪表放大器的共模输出电压设为2.5 V.2.96 kΩ增益电阻将增益设为32.这样可以产生0.2 V至4.8 V模拟输出电压（电桥输出为2.5 V ±70 mV）。

　　电路信号带宽由AD8227确定，其在增益32下具有大约100 kHz带宽。

　　单位增益运算放大器AD8615缓冲仪表放大器输出电压，并直接连接ADC.该缓冲器具有轨到轨输出级，可在电源供电轨200 mV范围内摆动。

　　AD7866是一款双通道12位1 MSPS SAR ADC.RANGE引脚的极性确定模拟输入范围和输出编码。如果片选信号变为低电平时该引脚连接逻辑高电平，则下一次转换的模拟输入范围为0 V至2VREF（0 V至5 V），为缓冲放大器的0.2 V至4.8 V输入信号提供大约200 mV裕量。

　　将REFSEL引脚连接至低电平可配置ADC使用内部2.5 V基准电压源。VREF引脚提供该电压，但将其用于系统的其他位置前必须先使用缓冲器。DCAPA引脚和DCAPB引脚采用470 nF电容去耦，确保ADC正常工作。基准电压由AD8615缓冲，并设置仪表放大器AD8227的共模输出电压。

　　AD7866同步采样磁阻传感器的两个通道。数字字通常在DOUTA和DOUTB端提供。每个数据流包括1个前导零，随后是3个状态位，再加上12位转换数据。然而，保持片选信号为低电平并持续额外16个时钟周期，则两个数字字均可从一个通道（DOUTA）读取。

　　SPI接口允许在一条数据线路上访问两个通道。