磁阻角度传感器信号处理电路

角度信号处理电路----MT9000


MT9000信号处理电路IC是专为MT41/43磁阻角度传感器输出角度信号而设计的混合集成电路,能把两路相差90°准正弦波信号转换为单路线性模拟电压信号(5%VDDA---95%VDDA)即角位移信号,能精确测量达0°-- 180°; MT9000信号处理电路IC也能处理任何输出两路相差90°准正弦波信号的角度信号,如各种编码器的应用.
在整个集成电路,通过Σ-ΔADC把模拟电压信号转换为500KHZ数字信号;两个独立数字低通1/10滤波器,把来自于Σ-ΔADC高速数据流转换为低速数据流,输出是15位3.9KHZ数字信号;这两路数字信号通过ALU的CORDIC运算求得所检测的角度,输出13位分辨率的角度信号; DAC把来自于ALU角度数字信号转换为模拟线性电压信号.
MT9000信号处理电路IC精度优于0.45°,角度测量范围是0°---180°,其工作温度是-40℃---+150℃.MT9000是SOIC-24封装.
一. MT9000功能框图
图1是MT9000 IC 电路功能框图示意图. 在整个集成电路,通过Σ-ΔADC把模拟电压信号转换为500KHZ数字信号;两个独立数字低通1/10滤波器,把来自于Σ-ΔADC高速数据流转换为低速数据流,输出是15位3.9KHZ数字信号;这两路数字信号通过ALU的CORDIC运算求得所检测的角度,输出13位分辨率的角度信号; DAC把来自于ALU角度数字信号转换为模拟线性电压信号.
1).有两个相互独立Σ-ΔADC,具传感器失调校正和灵敏度(放大倍数)调整电路,还有MT9000输出电压曲线失调电压调整;
2).两个独立数字低通1/10滤波器,把来自于Σ-ΔADC高速数据流转换为低速数据流;
3).这ALU应用CORDIC算法求得角度的数字信号;
4).DAC把来自于ALU角度数字信号转换为模拟线性电压信号;
5).CONTROL提供时钟信号和控制信号;
6).当用于传感器失调调整时COMP模块输出二进制信号;
7).在上电时和当掉电然后恢复供电时,RESET输出一复位信号;
8).OSC产生主时钟电路信号.
二. 特点
1. 单片角度传感器输出信号处理电路;
2. 在0° --100°检测角度范围内,与MT41组合正个测量系统精度优于0.1°;
3. MT9000 IC 信号处理集成电路工作温度是-40℃ --- +150℃;
4. 角度检测范围可调整;
5. 零角度的失调可调整.
三. 主要技术指标:
(室温+25℃, Vcc=5.0V)
符 号 参 数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单 位
VDDA 工作电源电压 VDDA,VDD1,VDD2等联接到同一个电源 4.5 5.0 5.5 V
VDD1 工作电源电压 VDDA,VDD1,VDD2等联接到同一个电源 4.5 5.0 5.5 V
VDD2 工作电源电压 VDDA,VDD1,VDD2等联接到同一个电源 4.5 5.0 5.5 V
Idd 工作电源电流 无负载 10.0 15.0 mA
(+Vo-(-Vo) 差分输入电压 相对于VDD ±6.6 ±28 mV/V
共模电压范围 相对于VDD 490 510 mV/V
磁钢丢失阀值 相对于VDD 3.0 mV/V
A 检测角度范围 以10°作为一调整单位 30 180 °
fext 外接时钟频率 用于调整 0.1 1.0 MHz
fint 内部时钟频率 2.3 4 5.7 MHz
Cio 输出负载 2*105pF嘘串接大于300Ω电阻 50 2*105 pF
Vreset 开关电压阀值 迟滞是0.3V 2.8 4.5 V
Vout 输出电压 输出电压有效范围 5.5 94.5 %VDDA
Vd 诊断区域 输入不合规定的电压信号 0 4 %VDDA
Vd 诊断区域 输入不合规定的电压信号 96 100 %VDDA
A 精度 输入合规定的电压信号(0---100°) ±0.45 °
Res 分辨率 输入合规定的电压信号(0---100°) 0.1 °
ton 电源上电时间 20 mS
tr 反应时间 从零上升到90%值 0.7 1.2 mS
Vlm 传感器输出电压 磁钢丢失阀值 12 15 20 mV

四. MT9000 引脚功能及封装
图6. SO24封装引脚示意图和引脚功能说明







引脚 符号 I/O 类型 功 能 描 述
1 +Vo2 I A 桥阻传感器2输出正电压
2 +Vo1 I A 桥阻传感器1输出正电压
3 VDD S A MT9000数字部分电源正端
4 VSS S A MT9000数字部分电源负端
5 VSSA S A MT9000模拟部分电源负端
6 RES I D 高电平MT9000数字部分复位;平常时悬空或接地(因内置下拉电阻)
7 TEST1 I D 测试位, 平常时悬空或接地(因内置下拉电阻)
8 TEST2 O D 测试位, 平常时必须悬空
9 DATA-CLK I D 当MT9000进入调整模式时输入时钟,平常时悬空或接地(因内置下拉电阻)
10 SMODE I D 当MT9000进入调整模式时输入调整指令,平常时悬空或接地(因内置下拉电阻)
11 TEST3 O D 测试位, 平常时必须悬空
12 Vout O A 正常工作时,输出模拟线性电压信号;不正常工作时,进入诊断电压范围
13 SENSIN I A 输入信号调整检测角度范围
14 Voffin I A 输入信号调整MT9000输出信号的零点.
15 OFF2 I A 桥阻传感器1输出电压的失调调整
16 OFF1 I A 桥阻传感器1输出电压的失调调整
17 VDDA S A MT9000 模拟部分电源正端
18 VSSA S A MT9000模拟部分电源负端
19 TEST4 I D 测试位, 平常时悬空或接地(因内置下拉电阻)
20 TEST5 I D 测试位, 平常时悬空或接地(因内置下拉电阻)
21 VDD S A MT9000数字部分电源正端
22 Tout O D 调整时使用,提供桥阻1和2失调调整信号;正常工作时不连接.
23 -Vo2 I A 桥阻传感器2输出负电压
24 -Vo1 I A 桥阻传感器1输出负电压
五. 应用
提供基于磁阻效应—由AMR MT41/43T和MT9000组成两片方案的180°无接触角度测量装置,MT9000是专为AMR MT43T桥式磁敏电阻角度传感器而设计,因而与AMR MT41/43T桥式磁敏电阻的接口很匹配;是适用于两路相差90°准正弦波信号的处理; 输出线性模拟电压信号(5%VDDA---95%VDDA-)--角位置信号.
MT9000 IC也适合于处理输出两路相差90°准正弦波信号的其它传感器.