利用MAXQ7667確定超聲傳感器的諧振頻率和阻尼特性
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為了收集圖4數(shù)據(jù)(即LPF輸出數(shù)據(jù))，阻尼測試首先在三種不同頻率下進(jìn)行，保存從激勵(lì)到信號(hào)衰減到峰值一半的時(shí)間。三次測試的最長時(shí)間間隔將用作掃頻測試的時(shí)間間隔。這個(gè)過程確定了能夠保證任何傳感器條件下都可以產(chǎn)生較好的輸出信號(hào)的時(shí)間間隔。
圖4. 三種傳感器測試條件下的掃頻測試
總之，為了確定從激勵(lì)到測量的時(shí)間間隔，掃頻測試之前至少進(jìn)行一次阻尼測試。掃頻測試需要比阻尼測試更長的時(shí)間。頻率步進(jìn)變化多個(gè)頻點(diǎn)，每個(gè)頻率必須在激勵(lì)傳感器以及進(jìn)行相應(yīng)的測量之前建立。這種情況下，整個(gè)測試大約需要650ms。如果PLL頻率建立時(shí)間較短，或者是減少測量頻點(diǎn)、降低阻尼測試次數(shù)，可以縮短測試時(shí)間。而這些改變會(huì)導(dǎo)致傳感器測量參數(shù)精度的降低，但能夠滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的要求。
圖4數(shù)據(jù)顯示了傳感器相當(dāng)寬的諧振頻帶，與傳感器本身的性能相比，這個(gè)諧振帶寬與MAXQ7667的帶通濾波器帶寬的關(guān)系更密切。即便如此，這個(gè)測試仍然對(duì)確定傳感器的中心頻率非常有用。
簡化測試條件
本應(yīng)用筆記提供的圖表為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)簡便的參考，但很難進(jìn)行自動(dòng)診斷。為了簡化測試過程，可以將數(shù)據(jù)減少到幾個(gè)數(shù)值，然后將這些數(shù)值和表格中的參考值進(jìn)行對(duì)比。這些參考值可以按溫度排序。而溫度很容易通過SAR ADC和熱敏電阻得到。
以下程序代碼(附錄A)用于捕獲圖4中的數(shù)據(jù)，該程序還提供了三方面的數(shù)據(jù)，可用于定義傳感器的條件。這些數(shù)據(jù)是：
阻尼測試中，諧振頻率處的LPF峰值數(shù)據(jù)。
阻尼時(shí)間，或者是從激勵(lì)到信號(hào)衰減至峰值一半的時(shí)間。
中心頻率或諧振頻率，該數(shù)值表示為PLL的建立時(shí)間，是下限PLL建立時(shí)間(信號(hào)為峰值的70%)和上限PLL建立時(shí)間(信號(hào)為峰值的70%)的平均值，其中70%是任意決定的。
表1分別顯示了三種傳感器條件下的數(shù)據(jù)。通過這些數(shù)據(jù)，診斷程序很容易區(qū)分傳感器所處的條件。
表1. 各種傳感器工作條件下的數(shù)據(jù)總結(jié) Peak LPF Reading (Counts)Damping Time (μs)Center Frequency (PLL)
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可以下載用于IAR?編譯器2.12A的完整軟件，如果將評(píng)估板的RS-232串口連接到PC的COM1，運(yùn)行PC程序Transducer_Calibrate_115k2.exe，將會(huì)顯示隨頻率變化的諧振曲線和評(píng)估的諧振頻率(圖5)。
評(píng)論