角度信號處理電路----MT9000


MT9000信號處理電路IC是專為MT41/43磁阻角度傳感器輸出角度信號而設計的混合集成電路,能把兩路相差90°準正弦波信號轉換為單路線性模擬電壓信號(5%VDDA---95%VDDA)即角位移信號,能精確測量達0°-- 180°; MT9000信號處理電路IC也能處理任何輸出兩路相差90°準正弦波信號的角度信號,如各種編碼器的應用.
在整個集成電路,通過Σ-ΔADC把模擬電壓信號轉換為500KHZ數字信號;兩個獨立數字低通1/10濾波器,把來自于Σ-ΔADC高速數據流轉換為低速數據流,輸出是15位3.9KHZ數字信號;這兩路數字信號通過ALU的CORDIC運算求得所檢測的角度,輸出13位分辨率的角度信號; DAC把來自于ALU角度數字信號轉換為模擬線性電壓信號.
MT9000信號處理電路IC精度優于0.45°,角度測量范圍是0°---180°,其工作溫度是-40℃---+150℃.MT9000是SOIC-24封裝.
一. MT9000功能框圖
圖1是MT9000 IC 電路功能框圖示意圖. 在整個集成電路,通過Σ-ΔADC把模擬電壓信號轉換為500KHZ數字信號;兩個獨立數字低通1/10濾波器,把來自于Σ-ΔADC高速數據流轉換為低速數據流,輸出是15位3.9KHZ數字信號;這兩路數字信號通過ALU的CORDIC運算求得所檢測的角度,輸出13位分辨率的角度信號; DAC把來自于ALU角度數字信號轉換為模擬線性電壓信號.
1).有兩個相互獨立Σ-ΔADC,具傳感器失調校正和靈敏度(放大倍數)調整電路,還有MT9000輸出電壓曲線失調電壓調整;
2).兩個獨立數字低通1/10濾波器,把來自于Σ-ΔADC高速數據流轉換為低速數據流;
3).這ALU應用CORDIC算法求得角度的數字信號;
4).DAC把來自于ALU角度數字信號轉換為模擬線性電壓信號;
5).CONTROL提供時鐘信號和控制信號;
6).當用于傳感器失調調整時COMP模塊輸出二進制信號;
7).在上電時和當掉電然后恢復供電時,RESET輸出一復位信號;
8).OSC產生主時鐘電路信號.
二. 特點
1. 單片角度傳感器輸出信號處理電路;
2. 在0° --100°檢測角度范圍內,與MT41組合正個測量系統精度優于0.1°;
3. MT9000 IC 信號處理集成電路工作溫度是-40℃ --- +150℃;
4. 角度檢測范圍可調整;
5. 零角度的失調可調整.
三. 主要技術指標:
(室溫+25℃, Vcc=5.0V)
符 號 參 數 測試條件 最小值 典型值 最大值 單 位
VDDA 工作電源電壓 VDDA,VDD1,VDD2等聯接到同一個電源 4.5 5.0 5.5 V
VDD1 工作電源電壓 VDDA,VDD1,VDD2等聯接到同一個電源 4.5 5.0 5.5 V
VDD2 工作電源電壓 VDDA,VDD1,VDD2等聯接到同一個電源 4.5 5.0 5.5 V
Idd 工作電源電流 無負載 10.0 15.0 mA
(+Vo-(-Vo) 差分輸入電壓 相對于VDD ±6.6 ±28 mV/V
共模電壓范圍 相對于VDD 490 510 mV/V
磁鋼丟失閥值 相對于VDD 3.0 mV/V
A 檢測角度范圍 以10°作為一調整單位 30 180 °
fext 外接時鐘頻率 用于調整 0.1 1.0 MHz
fint 內部時鐘頻率 2.3 4 5.7 MHz
Cio 輸出負載 2*105pF噓串接大于300Ω電阻 50 2*105 pF
Vreset 開關電壓閥值 遲滯是0.3V 2.8 4.5 V
Vout 輸出電壓 輸出電壓有效范圍 5.5 94.5 %VDDA
Vd 診斷區域 輸入不合規定的電壓信號 0 4 %VDDA
Vd 診斷區域 輸入不合規定的電壓信號 96 100 %VDDA
A 精度 輸入合規定的電壓信號(0---100°) ±0.45 °
Res 分辨率 輸入合規定的電壓信號(0---100°) 0.1 °
ton 電源上電時間 20 mS
tr 反應時間 從零上升到90%值 0.7 1.2 mS
Vlm 傳感器輸出電壓 磁鋼丟失閥值 12 15 20 mV

四. MT9000 引腳功能及封裝
圖6. SO24封裝引腳示意圖和引腳功能說明







引腳 符號 I/O 類型 功 能 描 述
1 +Vo2 I A 橋阻傳感器2輸出正電壓
2 +Vo1 I A 橋阻傳感器1輸出正電壓
3 VDD S A MT9000數字部分電源正端
4 VSS S A MT9000數字部分電源負端
5 VSSA S A MT9000模擬部分電源負端
6 RES I D 高電平MT9000數字部分復位;平常時懸空或接地(因內置下拉電阻)
7 TEST1 I D 測試位, 平常時懸空或接地(因內置下拉電阻)
8 TEST2 O D 測試位, 平常時必須懸空
9 DATA-CLK I D 當MT9000進入調整模式時輸入時鐘,平常時懸空或接地(因內置下拉電阻)
10 SMODE I D 當MT9000進入調整模式時輸入調整指令,平常時懸空或接地(因內置下拉電阻)
11 TEST3 O D 測試位, 平常時必須懸空
12 Vout O A 正常工作時,輸出模擬線性電壓信號;不正常工作時,進入診斷電壓范圍
13 SENSIN I A 輸入信號調整檢測角度范圍
14 Voffin I A 輸入信號調整MT9000輸出信號的零點.
15 OFF2 I A 橋阻傳感器1輸出電壓的失調調整
16 OFF1 I A 橋阻傳感器1輸出電壓的失調調整
17 VDDA S A MT9000 模擬部分電源正端
18 VSSA S A MT9000模擬部分電源負端
19 TEST4 I D 測試位, 平常時懸空或接地(因內置下拉電阻)
20 TEST5 I D 測試位, 平常時懸空或接地(因內置下拉電阻)
21 VDD S A MT9000數字部分電源正端
22 Tout O D 調整時使用,提供橋阻1和2失調調整信號;正常工作時不連接.
23 -Vo2 I A 橋阻傳感器2輸出負電壓
24 -Vo1 I A 橋阻傳感器1輸出負電壓
五. 應用
提供基于磁阻效應—由AMR MT41/43T和MT9000組成兩片方案的180°無接觸角度測量裝置,MT9000是專為AMR MT43T橋式磁敏電阻角度傳感器而設計,因而與AMR MT41/43T橋式磁敏電阻的接口很匹配;是適用于兩路相差90°準正弦波信號的處理; 輸出線性模擬電壓信號(5%VDDA---95%VDDA-)--角位置信號.
MT9000 IC也適合于處理輸出兩路相差90°準正弦波信號的其它傳感器.