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AMR 角度传感器和信号调节器模块
接线图
2024年11月08日 18:37 56
admin
该角度传感器模块采用ADA4571芯片，这是一款具有集成信号调理放大器和 ADC 驱动器的各向异性磁阻 (AMR) 传感器。该电路产生两个模拟输出，指示周围磁场的角位置。
ADA4571 由一个封装内的两个芯片、一个 AMR 传感器和一个固定增益（名义上 G = 40）仪表放大器组成。 ADA4571提供与旋转磁场角度相关的干净且放大的余弦和正弦输出信号。输出电压范围与电源电压成比例。该传感器包含两个惠斯通电桥，彼此成 45° 的相对角度。 xy 传感器平面中的旋转磁场提供两个正弦输出信号，其频率为传感器与磁场方向之间角度 (α) 的两倍。在 xy 平面的均匀场内，输出信号与 z 方向的物理位置（气隙）无关。
特征
电源 2.7V 至 5.5V 直流静态电源电流 7mA（仅芯片），无 LED高精度180°角度传感器最大角度误差 0.5°模拟正弦和余弦输出上电时间 150uS比例输出电压低热漂移和寿命漂移温度电压范围 -40 至 150 摄氏度（VDD 的 0 至 80%）SAR 或 Σ-Δ 模数转换器 (ADC) 驱动能力磁阻（MR）电桥温度补偿模式非接触式角度测量。测量磁场方向而不是磁场强度。对气隙变化的敏感性最低。工作距离大。即使对于弱饱和场，也具有出色的精度。滞后现象可忽略不计。温度范围：?40°C 至 +150°C抗电磁干扰故障诊断最小相位延迟PCB尺寸33.18 X 17.78MM4 个 2.5MM 安装孔
ADA4571 – 集成 AMR 角度传感器和信号调节器
参考位置误差
参考角度误差是传感器与其标称位置的绝对安装旋转偏差。标记角度Φ=0°的位置是指平行于引脚2和引脚7的直线连接线。
VTEMP 输出引脚（CN1 引脚 3）
与绝对温度成比例的电路在 V TEMP引脚上提供电压输出，用于温度监控或温度校准目的。输出电压与电源电压成比例，从而实现与使用电源电压生成参考电压的 ADC 的接口。不使用时，该引脚必须保持开路。
掉电模式（CN1 引脚 2）
可通过将 PD 引脚切换至 VDD 引脚来激活掉电模式。在此模式下，器件关闭并将其输出引脚设置为高阻抗，以避免负载电阻器上的电流消耗。 VTEMP 输出通过下拉电阻接地。可以通过 GC = VDD 或 GC = GND 进入掉电模式。如果 PD 引脚悬空，内部下拉电阻可确保器件保持活动状态。
增益控制模式（CN1 引脚 6）
增益控制 (GC) 使能模式可以通过将 GC 引脚切换到 VDD 引脚来激活。在此模式下，AMR 桥传感器振幅输出得到补偿，以减少温度变化。这会产生更高且受控的输出电压电平，从而提高系统动态范围并简化系统设计任务。如果 GC 引脚悬空，弱上拉电阻可确保默认启用 GC 模式。 GC 模式还可以通过在启用和禁用时比较正弦和余弦幅度输出来用作传感器自诊断，例如半径检查。如果半径没有变化，则表明 IC 发生严重故障。
功耗
当电源电流运行在规定的最大值 7 mA 且 ADA4571 运行在最大 VDD 5.5 V 时，会出现最坏情况静态功耗，最坏情况静态功耗为 38.5 mW。功耗取决于 VDD、温度、负载电阻 (RL)、负载电容 (CL) 和旋转磁场的频率。建议将 RL 和 CL 接地。在给定的持续时间内通过电流限制来保护输出电压免受 VDD 引脚或接地短路的影响。如果电源电流不限于 100 mA，则将设备旋转 180° 放入插座可能会导致损坏。
信号输出的偏移
单端输出信号以片内内部生成的 VDD/2 为基准。偏移源于生产过程中的匹配误差和其他缺陷。为了实现严格的容差，需要使 VSIN 和 VCOS 的外部负载相互匹配。为了实现 ESD 和 EMC 保护，输出包含 50 Ω 的串联电阻。通过大的输出负载电阻，该串联电阻的影响被最小化。
信号对气隙距离的依赖性
IC 测量其 xy 平面内外部磁场的方向。只要场强高于规定的最小值 25 kA/m，结果就很大程度上与场强无关。在 xy 方向的均匀场内，结果与其在 z 方向（气隙）的位置无关。内部 xy 平面到塑料封装顶面的标称 z 距离为 0.400 mm。
连接
ADA4571 由一个封装内的两个芯片、一个 AMR 传感器和一个固定增益（名义上 G = 40）仪表放大器组成。 ADA4571提供与旋转磁场角度相关的干净且放大的余弦和正弦输出信号。输出电压范围与电源电压成比例。该传感器包含两个惠斯通电桥，彼此成 45° 的相对角度。 xy 传感器平面中的旋转磁场提供两个正弦输出信号，其频率为传感器与磁场方向之间角度 (α) 的两倍。在 xy 平面的均匀场内，输出信号与 z 方向的物理位置（气隙）无关。
特征
电源 2.7V 至 5.5V 直流静态电源电流 7mA（仅芯片），无 LED高精度180°角度传感器最大角度误差 0.5°模拟正弦和余弦输出上电时间 150uS比例输出电压低热漂移和寿命漂移温度电压范围 -40 至 150 摄氏度（VDD 的 0 至 80%）SAR 或 Σ-Δ 模数转换器 (ADC) 驱动能力磁阻（MR）电桥温度补偿模式非接触式角度测量。测量磁场方向而不是磁场强度。对气隙变化的敏感性最低。工作距离大。即使对于弱饱和场，也具有出色的精度。滞后现象可忽略不计。温度范围：?40°C 至 +150°C抗电磁干扰故障诊断最小相位延迟PCB尺寸33.18 X 17.78MM4 个 2.5MM 安装孔
ADA4571 – 集成 AMR 角度传感器和信号调节器
参考位置误差
参考位置误差是传感器相对于其标称位置的绝对安装位置偏差。 Y = 0 ?m 的参考位置是引脚 2 和引脚 7 的直线连接线。X = 0 ?m 位置是指封装顶部的中间距离。 X 和 Y 方向的位置精度均在 ±0.05 mm (±50 ?m) 范围内。
参考角度误差是传感器与其标称位置的绝对安装旋转偏差。标记角度Φ=0°的位置是指平行于引脚2和引脚7的直线连接线。
VTEMP 输出引脚（CN1 引脚 3）
与绝对温度成比例的电路在 V TEMP引脚上提供电压输出，用于温度监控或温度校准目的。输出电压与电源电压成比例，从而实现与使用电源电压生成参考电压的 ADC 的接口。不使用时，该引脚必须保持开路。
掉电模式（CN1 引脚 2）
可通过将 PD 引脚切换至 VDD 引脚来激活掉电模式。在此模式下，器件关闭并将其输出引脚设置为高阻抗，以避免负载电阻器上的电流消耗。 VTEMP 输出通过下拉电阻接地。可以通过 GC = VDD 或 GC = GND 进入掉电模式。如果 PD 引脚悬空，内部下拉电阻可确保器件保持活动状态。
增益控制模式（CN1 引脚 6）
增益控制 (GC) 使能模式可以通过将 GC 引脚切换到 VDD 引脚来激活。在此模式下，AMR 桥传感器振幅输出得到补偿，以减少温度变化。这会产生更高且受控的输出电压电平，从而提高系统动态范围并简化系统设计任务。如果 GC 引脚悬空，弱上拉电阻可确保默认启用 GC 模式。 GC 模式还可以通过在启用和禁用时比较正弦和余弦幅度输出来用作传感器自诊断，例如半径检查。如果半径没有变化，则表明 IC 发生严重故障。
功耗
当电源电流运行在规定的最大值 7 mA 且 ADA4571 运行在最大 VDD 5.5 V 时，会出现最坏情况静态功耗，最坏情况静态功耗为 38.5 mW。功耗取决于 VDD、温度、负载电阻 (RL)、负载电容 (CL) 和旋转磁场的频率。建议将 RL 和 CL 接地。在给定的持续时间内通过电流限制来保护输出电压免受 VDD 引脚或接地短路的影响。如果电源电流不限于 100 mA，则将设备旋转 180° 放入插座可能会导致损坏。
信号输出的偏移
单端输出信号以片内内部生成的 VDD/2 为基准。偏移源于生产过程中的匹配误差和其他缺陷。为了实现严格的容差，需要使 VSIN 和 VCOS 的外部负载相互匹配。为了实现 ESD 和 EMC 保护，输出包含 50 Ω 的串联电阻。通过大的输出负载电阻，该串联电阻的影响被最小化。
信号对气隙距离的依赖性
IC 测量其 xy 平面内外部磁场的方向。只要场强高于规定的最小值 25 kA/m，结果就很大程度上与场强无关。在 xy 方向的均匀场内，结果与其在 z 方向（气隙）的位置无关。内部 xy 平面到塑料封装顶面的标称 z 距离为 0.400 mm。
连接
CN1：引脚 1 = VDD 2.7V-5.5V DC，引脚 2 = 掉电 (PD) 高电平有效，引脚 3 = 电压温度输出 (VT)，引脚 4 = 模拟正弦输出，引脚 5 = 模拟余弦输出，引脚 6 = 增益控制模式使能 (GC)，引脚 7 GDD1：电源指示灯
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