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使用Webench进行LDC1000的PCB线圈设计

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使用Webench进行LDC1000的PCB线圈设计

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Webench Inductive Sensing Designer 我是文档内容简介分割线 Webench 设计中心是 TI 新推出的一个强大的在线电路设计仿真软件,只需在 www.ti.com 注册 myTI 账号,即可立即开始使用。Webench 设计中心集成了电源, 信号链,时钟,传感器等电路的设计仿真功能。在本文档中,就 Webench 中电感设 计使用进行简单的介绍,以帮助 TI 电感数字转换器 LDC1000 中的 PCB 线圈设计环 节。 *更多 TI 新推出的传感器系列介绍,敬请关注 TISensor-elecmuse 系列文档 Webench 电感传感设计工具可以帮助用户更好地进行 LDC1000 的开发。通过该工具,用户 可以对 PCB 线圈的设计进行分析和优化,同时还提供 PCB 设计的导出功能。 Webench 传感器设计:http://www.ti.com/lsds/ti/analog/webench/sensors-overview.page LDC 系列简要介绍 TI 独创的传感器系列 LDC 系列可用于电感的测量,进而应用在距离,角度等传感方案中。 LDC 为电感-数字转换器的简称(Inductance-to-digital convertor)。LDC1000 为现推出的该 系列的一款产品,可以非常方便地进行金属物的探测以及相关参数的传感测量。使用一个 线圈或弹簧作为感应(前端传感元件),可相较于传统方法,可以达到更高的分辨率,更 好的稳定性,更加灵活,同时成本也会更低。 在 LDC1000 的电路设计中有很重要的一块就是线圈的选择和设计。根据不同的应用场景和 待测参数可以选择不同的 PCB 线圈设计。利用 Webench 的传感器设计工具可以根据用户 的需求,传感器线圈的参数进行 LDC 电路参数的设计。 WEBENCH Inductive Sensing Designer 使用方法简介 工具使用包括以下几个过程:  参数填写:在该步骤中,用户根据待测对象的要求选择 LDC 配置和线圈设计  创建一个设计:基于前面,Webench 可以生成一个包括 PCB 线圈在内的设计  评估:对创建的设计在分辨率,电感特性,阻抗特性等方面进行评估分析 Regina-cui@ti.com/cuimeng1919@163.com ElecMuse 20150206  导出:对 PCB 设计进行优化,并直接导出至 CAD 工具 有多种方式可以进入 Webench 设计中心 LDC1000 的线圈设计页面,可以使用前文的连接, 在传感器类型中选择“position(coil)”单击页面“Start design”进入完整的电感设计工 具页面。 线圈设计 Step1 输入设计需求 在页面输入设计需求,包括 1.待测物体与线圈的距离 2.分辨率 3.待测物体的直径 4.选择待 测物体金属类型。根据输入,工具生成符合设计要求的 PCB 线圈设计及外围电路参数参考。 不同的 PCB 线圈设计,包括线径,圈数等会直接影响测量的精度。 Step2 选择一款设计 在页面的左侧采用图表的方式更直接地对各方案进行比较,用户可以根据纵横坐标的参数 指使选择最合适的参考设计方案。例如默认 X 轴横坐标为随距离的分辨率,Y 轴纵坐标为 线圈的大小,不同的设计方案其分辨率和线圈大小会落在不同的范围区间,用户可以利用 这个坐标图,快速直观地找到自己所需要的设计。 Step3 评估所选设计 在选定设计后,单击“open design”打开具体的设计。在具体的设计中,可以对所选择的 设计做进一步的评估,或导出设计文档。单击缩略图可以进行更多的操作。 以第一个为例,该框图显示的是分辨率,Rp(等效并联电阻,关于该参数的描述可参考 LDC1000 的相关文档),以及电感值随距离的变化曲线。修改距离值,可以调整曲线横坐 标的范围。从图示曲线可以看出,该线圈设计能够保证在设计所需的距离范围内,Rp 与 距离基本成线性关系,同时保证很好的分辨率。 Regina-cui@ti.com/cuimeng1919@163.com ElecMuse 20150206 Webench 传感器设计工具中同时提供方便的设计图导出功能,可以进一步简化开发者的设 计难度。单击“CAD File Export”,选择文件导出格式即可将 PCB 线圈设计直接导出。这 里支持 Altium Designer,Eagle 等常见 PCB 设计软件格式。 Regina-cui@ti.com/cuimeng1919@163.com ElecMuse 20150206 以选择 Altium Designer 格式为例,导出后下载得到压缩文件包,得到可直接打开编辑的 PCB 源文件如图所示。 通过以上步骤,基本完成了 LDC1000 中 PCB 线圈的设计。再结合实际测试结果进行微调, 即可得到满足要求的设计。充分利用 Webench 传感器设计工具,可以帮助设计者顺利完 成 LDC1000 电感检测方案设计中 PCB 线圈的设计。 Regina-cui@ti.com/cuimeng1919@163.com ElecMuse 20150206

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