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類型分類:
科普知識
數(shù)據(jù)分類:
霍爾傳感器

使用具有長線束和容性負(fù)載的 ASEK 編程器

發(fā)布日期:2022-04-26 點擊率:114

下載 PDF 版

作者:Wade Bussing,
Allegro MicroSystems, LLC

介紹

Allegro 的 ASEK 編程工具允許用戶輕松連接、設(shè)置和評估 Allegro 傳感器 IC,以滿足不同應(yīng)用的需求。 Allegro 編程器適合與特定器件的子板連用。但它們常用于連接試驗臺和定制模塊。Allegro 編程器與這些模塊之間的連接設(shè)置并不理想,它通常包含很長的測試引線和外部組件,它們可能影響傳輸信號的質(zhì)量。這些劣化的信號會導(dǎo)致編程器無法與 Allegro 傳感器 IC 可靠地通信。Allegro A1341 高精度線性傳感器 IC 在本報告中用作試驗 IC,但這種概念和技術(shù)可應(yīng)用于許多執(zhí)行類似通信協(xié)議的 Allegro 傳感器 IC 系列。

試驗裝置

為滿足試驗要求,需要使用一個接口盒和定制夾具(帶 2 英尺接線)構(gòu)建一個非理想的試驗裝置。這些條件與實驗室環(huán)境類似。圖 1 中的方框圖顯示了 Allegro 傳感器 IC 與 ASEK 編程器之間采用的連接。

此項評估采用了 ASEK-05;但這些相同的調(diào)試技術(shù)也適用于 Allegro ASEK-20 編程器(新一代編程器)。

圖 1

圖 1:試驗原理圖

除了長引線和夾具之外,還有一些傳感器外部的組件會影響傳輸信號的狀態(tài)。例如,A1341 的輸出端需要安裝一個上拉電阻,以確保進(jìn)行 PWM 和 SENT 操作(此處由 ASEK 編程器提供)。為順利進(jìn)行下列試驗,可在 A1341 的 VCC 和 GND 引腳之間連接一個10 或 100 nF 的旁路電容。

軟件與 ASEK 編程器

Allegro 已研發(fā)出與 ASEK 編程器連用的特定器件的軟件。登錄 Allegro MicroSystems 的軟件門戶網(wǎng)站(https://registration.allegromicro.com) 可找到該軟件。

進(jìn)行試驗時,需要使用 A1341 示例編程器控制 ASEK-05 編程器。圖 2 顯示了 A1341 示例編程器和 ASEK-05 使用的設(shè)置。

圖 2 

圖 2:采用 ASEK-05 的100 kbps 設(shè)置

典型容性負(fù)載

在小容性負(fù)載 (1 - 10 nF) 條件下, ASEK-05 能以最快100 kbps 的傳輸率,通過曼徹斯特編碼器與器件通信,即使線束很長也沒問題。圖 3 中的示波器圖顯示了通過長線束成功傳輸?shù)穆鼜厮固叵ⅰ?/p>

注意,串口高電平正好到 8 V,串口低電平從未低于 5 V。這些都是 Allegro A1341 線性傳感器 IC 的預(yù)期電平。不同器件系列之間的串口高電平和串口低電平規(guī)范有所不同。參閱每種特定器件的數(shù)據(jù)表。

圖 4 顯示了在100 kbps 的傳輸率下,使用100 nF 旁路電容時,通過長線束傳輸?shù)穆鼜厮固叵⑹窃鯓恿踊摹?/p>

器件會定期解讀這種格式的消息,但并不可靠。它會發(fā)出惱人的嗡嗡聲,而且串口低電平會顯著下降,進(jìn)而導(dǎo)致器件短暫關(guān)閉。

圖 3 

圖 3:采用 ASEK-05 和 10 nF 旁路電容的100 kpbs 曼徹斯特編碼器

圖 4 

圖 4:在 100 kbps 條件下,通過長線束和 100 nF 旁路電容傳輸?shù)牧踊鼜厮固叵⑿蛄?/strong>

ASEK 設(shè)置

本節(jié)總結(jié)了一些 A1341 示例編程器可用的設(shè)置。其目的是調(diào)節(jié)曼徹斯特編程器的通信,確保 Allegro 器件能正確讀取消息,即使在長線束和大電容條件下也不例外。

可修改的一個參數(shù)是曼徹斯特編碼器的通信速度。在長線束和 100 nF 電容的條件下,曼徹斯特編碼器的通信速度可降至 40 kbps。

圖 5 中的示波器圖顯示了產(chǎn)生的波形。A1341 的串行脈沖在正確的電平穩(wěn)定,但一些波峰仍然存在。另一個可修改的參數(shù)是 ASEK-05 的轉(zhuǎn)換率。

轉(zhuǎn)換速率從 4 V/μs 降至 0.8 V/μs,因而顯著減小了波峰,如圖 6 所示。

圖 5 

圖 5:在 40 kbps 條件下,使用 100 nF 旁路電容和長線束的 ASEK-05 產(chǎn)生的曼徹斯特波形

圖 6 

圖 6:在 40 kbps、轉(zhuǎn)換率變慢和 100 nF 旁路電容的條件下,通過 ASEK-05 向器件成功傳輸曼徹斯特消息

讀取器件的響應(yīng)

ASEK 編程器發(fā)送的消息只是編程公式的一方面。下節(jié)將為您介紹怎樣有效讀取 Allegro 傳感器 IC 發(fā)回 ASEK 編程器的消息。

參閱圖 7 顯示的 A1341 成功發(fā)送的曼徹斯特響應(yīng)。

圖 7 

圖 7:A1341 通過曼徹斯特編碼器響應(yīng)讀取請求

圖 8 中的范圍圖顯示了增加負(fù)載電容如何影響器件返回的響應(yīng)。淺粉色通道顯示了 A1341 傳感器 IC 對 1 nF 負(fù)載電容的響應(yīng),深紅色通道顯示了它對 10 nF 負(fù)載電容的響應(yīng)。這些堆積圖清楚顯示了負(fù)載電容對器件響應(yīng)的影響。

圖 8 

圖 7:A1341 通過曼徹斯特編碼器響應(yīng)讀取請求

器件對 1 nF 負(fù)載的響應(yīng)是不理想的,但 ASEK 編碼器能正確讀取。

要改善 10 nF 負(fù)載條件下的波形,需要在通信設(shè)置面板中,將通信速度減慢至 15 kbps。這能使加載輸出返回到正常水平。 波形仍不理想,但 ASEK 編碼器能正確解讀。

ASEK 比較曼徹斯特消息時的閾值隨之減小。“閾值”從 3 V 變?yōu)?2 V。圖 9 和圖 10 顯示了 ASEK 的設(shè)置和產(chǎn)生的波形。

圖 9 

圖 9: 10 nF 負(fù)載電容下的 A1341 的 ASEK 設(shè)置

圖 10 

圖 10:10 nF 負(fù)載電容下,A1341 器件對讀取請求的響應(yīng)

ASEK-20

ASEK-05 與 ASEK-20 編程器同時支持一些器件系列。ASEK-20 是一種靈活的編程系統(tǒng),它支持多種器件系列和協(xié)議(包括 I2C、SPI 和曼徹斯特協(xié)議)。ASEK-05 與 ASEK-20 之間的許多設(shè)置都是相同的,但 ASEK-20 的曼徹斯特通信速度限定為更低的速率。

總結(jié)

Allegro ASEK 編程器支持多種器件系列和數(shù)字通信協(xié)議;但外部連接和器件負(fù)載可能影響編程的順利進(jìn)行。ASEK 編程器的默認(rèn)設(shè)置不能保證一直與器件正常通信。在不同條件下,通信速度、轉(zhuǎn)換率和脈沖電流的正確組合會不斷變化。

特定選項可能只適用于特定器件,適用于一個器件系列的設(shè)置不一定適用于其他系列。

本文介紹的技術(shù)有助于在非理想條件下提高 Allegro 傳感器 IC 與 ASEK 編程器之間通信的可靠性。

所有試驗都是使用 A1341 高精度線性霍爾效應(yīng)傳感器 IC 專用的 Allegro 示例編程器完成的。請訪問 Allegro Microsystem 的軟件門戶網(wǎng)站 (https://registration.allegromicro.com) 下載適用于 Allegro 傳感器 IC 的正確編程軟件。

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