通用LVDT信號調理電路
對于LVDT信號調理電路而言,輸出噪聲的主要來(lái)源是AD698的輸出紋波。相比之下,其他噪聲源( AD8615)的電阻噪聲、輸入電壓噪聲和輸出電壓噪聲)要小得多。
當電容值為0.39μF且反饋電阻兩端的并聯(lián)電容為10 nF(如圖3所示)時(shí),AD698的輸出電壓紋波為0.4 mV rms.請注意,圖1中的簡(jiǎn)化原理圖并未顯示這些器件以及相關(guān)的引腳連接;但詳情可參見(jiàn)AD698數據手冊。
AD7992作為此應用的良好備用器件,與3.4 MHz串行時(shí)鐘配合使用時(shí),具有12位分辨率和每通道188 kSPS的采樣速率。
相位滯后/超前補償
AD698將返回信號與初級端參考振蕩器的輸入相乘,并通過(guò)解調產(chǎn)生輸出信號。少量的相移就會(huì )導致大量的線(xiàn)性誤差,對輸出而言就是欠沖。
相位超前網(wǎng)絡(luò )可補償E-100系列LVDT中初級到次級的?3°相移。圖4顯示了兩種不同的相位補償網(wǎng)絡(luò )。
為合適的網(wǎng)絡(luò )選取元件值時(shí),重要的是需注意RS和R T有效地構成了一個(gè)電阻分壓器,在激勵信號達到AD698的±ACOMP輸入之前降低其幅度。這表示R T需比RS大得多。滯后/超前電路還給激勵輸出增加負載,因此建議采用較大的電阻值。最終目標是以較小的幅度下降,在A(yíng)D698ACOMP輸入端達到所需的相位滯后/超前。
根據下列等式可算出相位滯后/超前的量:
測試結果
使用連接J3的Measurement Specialties,Inc. E-100經(jīng)濟型LVDT,并通過(guò)數字示波器監控EVAL-CN0301-SDPZ評估板上AD698J6的輸出,則實(shí)際輸出紋波為6.6 mV p-p,如圖5所示。
AD698輸出和AD8615輸入之間的低通濾波器(3 kΩ、0.01μF) ?3 dB帶寬為5.3 kHz,并可將紋波降低至2 mV p-p.
由于低通濾波器位于A(yíng)D698輸出級和AD8615輸入級之間,數據便可從EVAL-CN0301-SDPZ評估板收集,如圖6所示。
AD698的紋波衰減至2 mV p-p,并且系統可獲得11位無(wú)噪聲代碼分辨率。
有關(guān)本電路筆記的完整設計支持包,請參閱http://www.analog.com/CN0301-DesignSupport.
飛行控制表面位置反饋中的應用
在美國,無(wú)人駕駛飛行器(UAV),或稱(chēng)無(wú)人駕駛飛機,正在國家安全方面扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色。這些高科技、復雜的高空作業(yè)平臺受控于數英里外的人員,并且支持多任務(wù)。它們含有諸如空中偵察、作戰武器平臺、戰場(chǎng)戰區指揮和控制監督或無(wú)人空中加油站等功能。
UAV上這種復雜的系統采用無(wú)數電子傳感器,用于精確控制和反饋。若要控制UAV的高度(俯仰、滾動(dòng)和偏航),則需使用執行器對飛行控制表面施加作用力。這些執行器能否對位置實(shí)現精確測量對于保持正確的飛行路徑非常關(guān)鍵。
用于測量執行器位置的傳感器需要滿(mǎn)足三個(gè)基本標準:精度高、可靠性高和重量輕。由Measurement Specialties,Inc.公司設計的LVDT可滿(mǎn)足全部三個(gè)屬性。
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