AMAC

ASIC- und Mikrosensoranwendung Chemnitz

   
Interpolationsschaltkreis AM-IP4k

Eigenschaften

              

Interpolationsraten 4 bis 4096
Eingangsfrequenz bis zu 220 kHz
Nominalamplitude 75 mVpp … 1000 mVpp
Einstellbarer Tiefpass am Eingang 10 kHz … 250 kHz
Konstante Verzögerungszeit für alle Auflösungen
Integrierter AMAC-spezifischer Regelalgorithmus

Signalformkorrektur
Jitter-Unterdrückung
Ausgangssignale: ABZ, SPI, SSI
EEPROM, Multiturn-Zähler, Referenzpunktabgleich
Betriebsspannung 3,3 V
Temperaturbereich: -40°C … +125 °C


Der Interpolationsschaltkreis AM-IP4k dient der Auflösungserhöhung für inkrementale Weg- und Winkelmesssysteme mit sinusförmigen, um 90° phasenverschobenen Ausgangssignalen. Die Signale der Inkrementalsensoren werden einer AMAC-spezifischen internen Verstärkungs- und Offsetregelung unterzogen und danach bis zu 4096-fach interpoliert. Der IC enthält drei Instrumentationsverstärker mit einstellbaren Verstärkungsfaktoren. Sensoren mit Spannungsschnittstelle sowie Messbrücken bis zu 1 Vpp können direkt angeschlossen werden. Sensoren mit Stromschnittstelle bzw. Photodiodenarrays werden mittels einfacher Außenbeschaltung angepasst. Der IC kann sowohl mit single-ended als auch mit differentiellen Eingangssignalen arbeiten. Ein einstellbarer analoger Tiefpass vermindert das Rauschen der Sensorsignale. Ergänzend dazu kann eine digitale Hysterese das Flankenrauschen der Ausgangssignale bei niedrigen Eingangsfrequenzen und bei Stillstand unterdrücken. Der AM-IP4k ist der erste AMAC-Interpolationsschaltkreis mit eingebauter Jitter-Unterdrückung für ABZ-Ausgänge.
Im IC wird die Signalgüte der Sensoren überwacht. Dazu können sechs Quellen zur Erzeugung eines Überwachungssignals einzeln konfiguriert werden. Zur Berechnung der Position kann ein Satz von sensor- bzw. maßstabsspezifischen Korrekturkoeffizienten im EEPROM des IC abgelegt werden, so dass Oberwellen der Sinussignale oder Ungenauigkeiten der Maßverkörperung nicht zu Fehlern in der Positionsberechnung führen.
Die implementierten Ausgangsschnittstellen ABZ, SPI, SSI und weitere Merkmale wie eine mehrstufige Triggersignalverarbeitung, ein integrierter Timer, ein integrierter Multiturnzähler, die Auswertung abstandskodierter Referenzmarken, die Möglichkeiten zum Abgleich des Referenzpunktes sowie zur Einstellung und Speicherung der Nullposition, erlauben die direkte Verwendung des IC in industriellen Steuerungen oder in schnellen Mehrkanalpositionsmesssystemen. Des Weiteren ist der IC damit für den Einsatz in absoluten Positionsmesssystemen vorbereitet. Die Konfiguration des IC erfolgt anwendungsspezifisch aus einem integrierten EEPROM, über Konfigurationseingange oder über das serielle Interface (SPI).


Technische Daten




Schnittstellen









Analogeingang


Sinus-/Cosinus-/Referenzsignal, differentiell oder single-ended
Nominalamplitude konfigurierbar auf 1 Vpp / 500 mVpp / 250 mVpp / 75 mVpp
Maximale Eingangsfrequenz bis zu 220 kHz







ABZ


90° Rechteckfolgen (A/B/Z)
Einstellbare Breite Indexsignal Z von ¼ oder 1 Periode A/B
Hilfssignale für Sensorabgleich







SPI


30-Bit Zählwert / 16-Bit Multiturnwert
Datenrate bis zu 500.000 Messwerte/s
9 Bit Signalüberwachung
Kompatibel zu Standard-SPI: 16 Bit, MSB first, bis zu 25 MHz
Aktivierbare Signalfilter zur Unterdrückung von Störimpulsen







SSI


SSI 20 Bit oder 32 Bit
2 Bit Signalüberwachung
Graycode / Binärcode
Einstellbares Timing
SSI Ringbetrieb







Interpolation/Signalverarbeitung









Interpolationsraten


Basisinterpolationsrate: 4096, 4000, 3200
Konfigurierbarer Teiler: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 zusätzlich für BasisIR 4096 (256, 512, 1024)
Frei wählbare Interpolationsrate über EEPROM-Tabelle, Grundeinstellung bei Auslieferung: 2560







Signalanpassung


AMAC-spezifischer Digitalregler für Offset, Regelbereich ±10 % der Nominalamplitude
AMAC-spezifischer Digitalregler für Amplitude, Regelbereich Faktor 60 % … 120 % Nominalamplitude
Digitales Potentiometer mit 64 Stufen zur Phasenkorrektur; Einstellbereich ±5° oder ±10°
Überwachung und Beurteilung der Qualität der Eingangssignale
Verhalten des IC bei Sensorfehlern programmierbar







Störunterdrückung


Einstellbarer Tiefpass (Grenzfrequenzen 10 kHz, 75 kHz, 250 kHz)
Digitale Hysterese zur Unterdrückung des Flankenrauschens am Ausgang
Einstellbarer Mindestflankenabstand (Bandbreitenbegrenzung) am Ausgang







Referenzsignalverarbeitung


Einstellbare Referenzpunktposition 0 … 360°
Bestimmung der optimalen Referenzposition über SPI oder Hilfssignale
Verarbeitung abstandskodierter Referenzmarken
Messwerttriggerung an der Referenzpunktposition







Sonstiges


2-stufiger Messwerttrigger
Programmierbarer Timer (3.2 µs … 420 ms)
Verzögerungszeit zwischen Abtastung und Messwert konstant 2,35 µs ohne Signalkorrektur bzw. 3,95 µs mit Signalkorrektur für alle Auflösungen (je @40 MHz)
Multiturnzähler







Wichtige Kennwerte









Bauform


QFN56 (8 x 8 mm)







Betriebsspannung


3,3 V







Temperaturbereich


-40 … +125 °C







Schnittstellenfrequenz


SPI 25 MHz, SSI 5 MHz





Downloads


Infoblatt

Datenblatt

Software





50410-SW-0-9-2-66-IP4k-monitor Setup




Bestellinformationen

Produkttyp

Beschreibung/Unterscheidung

Artikelnummer

AM-IP4k

Interpolationsschaltkreis AM-IP4k, QFN56

PR-50400-10

USB zu SPI Adapter

USB-Adapter zu SPI-Schnittstelle

PR-44025-10