LDC 电感数字转换器

LDC 电感数字转换器

特征

? 不需要磁体 ? 次微米精度

? 可调感应范围（通过线圈设计） ? 低系统成本

? 遥控传感器布置（在严酷环境下给LDC去耦 ） ? 高耐用性（优点是非接触式操作）

? 对周围环境的干扰具有不灵敏性（如污垢、灰尘、水、油） ? 电源电压，模拟：4.75V到5.25V ? 电源电压，IO口：1.8V到5.25V ? 电源电流（w/c LC Tank）：1.7mA ? Rp分辨率：16位 ? L分辨率：24位

? LC频率范围5kHz到5MHz

应用

? 有线驱动系统 ? 齿轮计数 ? 流量计 ? 按钮开关 ? 笔记本电脑 ? 游戏控制器 ? 多功能打印机 ? 数码相机 ? 医疗设备

典型应用

图1 轴向距离传感

框图

图2.LDC1000框图

典型应用电路图

图3. 典型应用电路图

说明

电感式传感是一种非接触式，短距离的传感技术，这种技术成本低，分辨率高，它可以存在于极其可靠的恶劣环境里，对灰尘、污垢、油和水分中的目标进行检测，并且具有 很高的可靠性。它可以在PCB中被创建为一个感应线圈部件，让LDC1000成为一个超低成本的系统解决方案的组成部分。

电感式传感可以用于线性/角度位置，位移，运动，压缩，振动，金属组成的精确测量，并可应用于市场上许多其他应用，包括汽车，消费，计算机，工业，医疗和通讯。电感式传感器和其他的有竞争力的解决方案相比具有更好的表现和更低的成本。

LDC1000的是世界上第一个电感-数字转换器，在低功耗，小尺寸解决方案中提供更好的感应性能。该产品是SON-16封装，并提供几个可用的操作模式。一个SPI接口，简单连接到MCU。

封装

图4.SON-16封装

表1 引脚说明（1）

引脚名称 引脚序号 引脚类型 功能 SPI时钟输入。SCLK用于芯片数据的时钟输入（输出） SPI CSB 多个设备可以连接在同一个SPI总线上，CSB可以用来择 其他设备连通 SPI从机数据输入（主出从入）。这应该是连接到主机输出从机的 主 数字IO供电 SPI从机数据输出（主入从出），它是高阻时CSB高 数字地 LDC滤波电容 LDC滤波电容 外部LC回路，连接到外部LC谐振 外部LC回路，连接到外部LC谐振 模拟地 模拟电压 LDO旁路电容。一个56nF电容应该从这个引脚连接到GND 外部时基时钟/ XTAL。无论是外部时钟或晶体都可以连接 XTAL，晶体输出。在每个引脚接地前推荐在XIN（XOUT）和8MHz晶体间连接20pF电容。当使用外部时钟时，应浮动 可配置的中断。该引脚可通过对INT引脚寄存器的设置以3种不同的方式进行配置。引脚模式寄存器。无论是阈值检测，唤醒，或DRDYB SCLK CSB SDI VIO SDO DGND CFB CFA INA INB GND VDD CLDO TBCLK/XIN XOUT INTB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 DO DI DI P DO P A A A A P P A DI/A A DO DAP 17 P 接地 (1）DO：数字量输出，DI：数字输入，P：电源，A：模拟

绝对最大额定值（1）

ESD公差（2） 人体模型 充电设备模型 1kV 250V 6V 6V -0.3V到VDD+0.3V -0.3V到VIO+0.3V 8mA +150℃ -65℃到+150℃ 模拟电源电压（VDD-GND） IO电源电压（VIO-GND） 每个模拟引脚的电压 每个数字引脚的电压 外部LC回路A和B的输入电流 连接点温度，TJ（3） 存储温度范围，Tstg (1）如超出绝对最大额定值，设备可能发生损坏。长时间暴露在绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。工作在额定值下是保证设备操作功能的条件。如要确定规格和测试条件，请参阅电气特性。

（2）人体模型是一个100pF电容通过1.5kΩ电阻向每个引脚放电。

（3）最大功耗是关于TJ（MAX），θJA，和环境温度.0TA的函数。在任何环境温度下最大允许功耗耗散为PDMAX=（TJ（MAX） - TA）/θJA。所有封装号码直接焊接到PC板。包装热阻抗的计算按照JESD 51-7。

推荐工作条件（1）

模拟电源电压（VDD-GND） IO电源电压（VIO-GND） VDD-VIO 工作温度，TA 封装热阻（2） 最小值 4.75 1.8 >=0 -40 SON（θJA） 最大值 5.25 5.25 125 28 单位 V V V ℃ ℃/W （1）如超出绝对最大额定值，设备可能发生损坏。长时间暴露在绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。工作在额定值下是保证设备操作功能的条件。如要确定规格和测试条件，请参阅电气特性。

（2）最大功耗是关于TJ（MAX），θJA，和环境温度.0TA的函数。在任何环境温度下最大允许功耗耗散为PDMAX=（TJ（MAX） - TA）/θJA。所有封装号码直接焊接到PC板。包装热阻抗的计算按照JESD 51-7。

电气特性（1）

除非另有说明，所有参数保证为TA = TJ=25°C，VDD=5.0V，VIO=3.3V

符号 功率 VDD VIO IDD （2）

最大值 5.25 5.25 2.3 单位 V V mA 参数 条件/意见 最小值（3） 典型值 5 3.3 1.7 模拟电源电压 IO电源电压 电源电流，VDD IO电源电流 低功耗模式电源电流 开始启动时间 VIO≤VDD 4.75 1.8 不包括LC回路电流 IVIO IDD_LP 静态电流 不包括LC回路 250 14 uA uA tSTART 从POR到现成转换 晶体不用做频率计数器 2 ms LDC fsensor_MIN fsensor_MAX Asensor_MIN Asensor_MAX tREC 最小感应频率 最大感应频率 最小感应振幅 最大感应振幅 恢复时间 在线圈涡流损耗低于范围下之后的晶振开始启动时间 5 5 1 4 10 kHz MHz VPP VPP 1/fsensor Rp_MIN 最小感应电阻范围 最大感应电阻范围 电阻测量分辨率 最小响应时间 最大响应时间 最小数字滤波器可编程建立时间 最大数字滤波器可编程建立时间 798 3.93M 16 192×1/fsensor Ω Ω Bits S s Rp_MAX Rp_RES tS_MIN tS_MAX 6144×1/fsensor 外部时钟/晶振频率计数器 晶体 外部时钟 频率 开始启动时间 频率 时钟输入高压 8 30 MHz Ms MHz V

（ 1 ）电气特性表值在所示温度下仅适用于工厂测试条件。工厂测试条件的自加热装置非常有限，使得TJ = TA 。的性能参数不规范表示在电气内部自热，其中TJ > TA的条件下表。绝对最大额定值表明超出结温范围该设备可以被永久地降解，机械或电气。

（2）最大功耗是关于TJ（MAX），θJA，和环境温度.0TA的函数。在任何环境温度下最大允许功耗耗散为PDMAX=（TJ（MAX） - TA）/θJA。所有封装号码直接焊接到PC板。包装热阻抗的计算按照JESD 51-7。

（3）限制是在25°C规定下通过测试，设计或统计分析，在25°C规定下的测试，设计或统计分析。

（4）典型值代表在表征时确定的最可能的参数指标。实际的典型值可能会有所不同 随着时间的推移，也将取决于应用和配置。典型值是未对装运生产材料进行测试和规定。

电气特性（1）（接上）

除非另有说明，所有参数规定为TA = TJ=25°C，VDD=5.0V，VIO=3.3V

符号 参数 条件/意见 最小值（3）（2）

（3） 典型值 VIO-0.3 （4） 最大值 单位 V V V V nA 数字I / O特性 VIH VIL VOH VOL IIOHL 逻辑“1”输入电压 逻辑“0”输入电压 逻辑“0”输入电压 ISINK=400uA 数字IO漏电流 0.8*VIO 0.2* VIO 0.3 500 逻辑“1”输出电压 ISOURCE=400uA -500

时序图

除非另有说明，所有限制为TA=25°C，VDD=5.0，VIO=3.3，10pF的电容并联负载 一个10kΩ负载SDO上。按设计规定，未经生产测试。

图5 写时序图

表2

参数 FSCLK tPH tPL tSU tH

典型值 最大值 4 单位 MHz s s ns ns 条件 FSCLK=4Mhz FSCLK=4Mhz 最小值 0.4/Fsclk 0.4/Fsclk 串行时钟频率 SCLK脉冲宽高 SCLK脉冲宽度低 SDI建立时间 SDI保持时间 10 10

表6 读时序图

参数 tODZ tOZD tOD tCSS tCSH tIAG tDRDYB 条件 按10％/90％点 按10％/90％点 FSCLK=4Mhz 最小值 20 20 100 典型值 最大值 20 20 20 单位 ns ns ns ns ns ns s SDO驱动到三态时间 SDO三态到驱动时间 SDO输出延迟时间 CSB建立时间 CSB Hold Time 如果没有数据被读出，数据就绪脉冲间隔1/ODR

互访差距 数据就绪脉冲宽度 1/fsensor

操作原理

电感式传感

交流电电流流过一个线圈将产生一个交变磁场。如果导电材料，如金属目标，被带入线圈的附近，该磁场将在目标的表面上引起循环电流（涡电流）。这些涡流是关于距离，尺寸和目标的组合物的函数。这些涡流产生自己的磁场，反向作用于原始线圈。这种机制是最好的一个关于变压器的例子，其中所述线圈是初级铁芯而涡流是次级铁芯。两芯之间的电感耦合取决于距离和形状。因此，电阻和次级铁芯（涡电流）的电感，依赖于电阻和在初级侧（线圈）电感性元件。下图显示了一个简化的电路模型。

金属目标

图7电感与金属目标

目标的表面上产生涡流可以建模为一个变压器，如图所示8。该初级线圈和次级线圈之间的耦合是一个关于距离和导体特征的函数。如图8所示，电感Ls为线圈的电感，Rs为线圈的寄生串联电阻。L（d）是距离d的函数，是将金属目标的耦合电感。同样地，R（D）是该涡电流的寄生电阻。

图8金属目标建模为L和R与循环涡流

产生的交变磁场，只需一个电感器将消耗大量的电力。这股力量消耗可以通过添加并联电容器的方式，把它变成一个谐振器，如图9被降低。在这样的做法使功率消耗减少为涡流和电感损失RS + R（D）。

图9 LC回路与晶体连接

LDC1000的不直接测量串联电阻，相反，它测量的等效并联谐振阻抗电阻（见图10）。这个表示法相当于图10中所示，其中并联谐振阻抗电阻（d）由下式给出：RP（D）=（1/（[RS + R（D）]）*（[LS+ L（D）]）/ C。

图10 并联回路等效电阻

Rp = (1/Rs)*(L/C).

图11列出了线圈涡流损耗的变化：距离的一个直径14毫米PCB线圈（23匝，4mil迹线宽度，1盎司铜厚，FR4，4mil追踪间距）。使用目标是2mm厚的不锈钢。

图11 14毫米线圈距离典型值

用LDC1000测量并联谐振阻抗和电感

LDC1000的是电感 - 数字转换器，能同时测量阻抗和谐振频率的LC谐振器。它通过调节振荡振幅在一个封闭的循环来完成此任务配置到一个恒定的水平，同时监测由所述谐振器所消耗的能量。通过监测电源注入到谐振器的数量，LDC1000可以判断Rp的值，它返回此作为数字值，该值是成反比卢比。此外，LDC1000还可以测量振荡LC电路的频率;这个频率被用于确定LC电路的电感。振荡频率返回为一个数字值。

LDC1000的支持范围广泛的LC组合，具有振荡频率范围从5kHz到为5MHz和Rp从798Ω到3.93MΩ。这个范围R P可以被看作是一个ADC的最大输入范围。如图11，用LDC1000的话，Rp的范围通常比最大输入范围小得多的用LDC1000支持。为了得到更好的所需的感应范围，LDC1000通过Rp_MIN和Rp_MAX寄存器提供可编程的输入范围。请参阅下文计算RP最小和最大下文以此来设置这些寄存器。

当传感器的谐振阻抗RP下降到Rp_MIN下，LDC的RP输出将夹在它的满量程输出。这种情况可能发生在例如目标太接近的线圈的情况下。

图12 LDC1000传输特性Rp_MIN=16.160kΩ和Rp_MAX=48.481KΩ

谐振阻抗可以从数字输出码的计算方法如下：

RP = (RPMAX × RPMIN ) / ( RPMIN×(1-Y) + RPMAX × Y ) , in Ω. 其中： ?

Y=Proximity Data/2

15

? 感应的数据是LDC输出，寄存器地址0x21和0x22。 （1）

例如：如果感应数据（地址0X22：0X21）为5000，Rp_MIN是2.394kΩ，Rp_MAX是38.785KΩ时， 谐振阻抗由下式给出：

Y=5000/2= 0.1526

RP=(38785*2394)/(2394×(1-0.1526) + 38785×0.1526) =(92851290)/(2028.675 + 5918.591) RP =11.683 kΩ

15

图13和图14 显示在目标和传感器线圈0.8MM距离下，RMS噪声相对于距离的变化和噪声的直方图。数据收集基于一个14mm的PCB线圈（23匝，4mil追踪间距，1盎司铜厚，FR4）检测范围为0.125mm至1.125毫米。在0.8mm的距离，RMS噪声约为250nm的。

图13 典型RMS噪声比 图14 输出码在0.8mmDistance直方图

请注意，虽然LDC1000具有很高的分辨率，其绝对精度取决于偏移和correctionwhich可以通过两点校准来实现收益。

RP最小值和最大值计算

不同的传感应用程序可能有谐振阻抗RP的不同范围来衡量。该Rp_MIN和Rp_MAX - LDC1000的测量范围可以通过设置2寄存器控制。对于一个给定应用程序，RP必须永远被这些寄存器的值设置的范围，否则测量值会被裁剪。为了获得最佳的传感器分辨率，Rp_MIN到Rp_MAX的范围不应过于庞大。

下面的过程，建议确定Rp_MIN和Rp_MAX寄存器值。

RP最大值

Rp_MAX设置LDC1000的谐振阻抗输入范围的上限。

? 配置传感器使得涡流损耗最小化。举一个例子，对于一个感应式传感应用中，设将传感

器和目标之间的距离为最大检测距离。 ? 使用阻抗分析仪测量谐振阻抗。

? RP乘以2，并使用从表6中的下一个更高的价值。

例如，如果在距离为8mm是RP测量值18kΩ时，18000×2 =36000。在表6中，38.785kΩ是最小值但大于36KΩ，这对应于0x11 Rp_MAX的值。

请注意，设置Rp_MAX在表6中未列出的值可能会导致不确定的行为。

RP最小值

Rp_MIN设置LDC1000的谐振阻抗输入范围的下限。

? 配置传感器使得涡流损耗最大化。举一个例子，对于一个感应式传感应用中，设将传感

器和目标之间的距离为最小检测距离。 ? 使用阻抗分析仪测量谐振阻抗。

? RP除以2，并使用从表8中的下一个更高的价值。

例如，如果在1毫米时RP被测定为5kΩ，5000/2 =2500。在表8中，2.394kΩ是最小值，比2.5KΩ更低，这对应于的的0x3B值Rp_MIN。

请注意，设置Rp_MIN在表8中未列出的值可能会导致不确定的行为。另外，在LDC接通电源之前，Rp_MIN在0x14上的值必须被设置成表8中的值。 。

测量电感

LDC1000用频率计数器测量传感器振动频率。频率计数器时钟由外部时钟或晶体设置。无论是可连接在TBCLK引脚微控制器（8MHz的典型值）上的外部时钟或是可连接在XTALIN和XTALOUT引脚的晶体。时钟模式都通过时钟配置寄存器（地址0x05）控制。所述传感器的谐振频率是由来自频率计数器寄存器的值（见寄存器0x23到0X25），如下所示： 传感器频率，fsensor = (1/3)*(Fext/Fcount)*(Response Time)

其中Fext是外部时钟或晶体的频率，Fcount是从频率计数器数据寄存器（地址0x23，0X24，0X25）获得的值，响应时间是编程的响应时间（见LDC的配置寄存器，地址0x04）。 电感值计算如下：

L=1/[C*(2*π*fsensor)2], （2）

其中C是resonato的并联电容

例如：如果Fext=6MHZ，响应时间=6144，C =100pF和测量Fcount=3000（十进制）（地址0x23到0X25）

fsensor=（1/3）*（3000分之6000000）*（6144）=4.096MHZ L =1/[C *（2*π* fsensor）2] 电感，L=15.098uH

测量的精度在很大程度上取决于外部时基时钟（TBCLK）或thecrystal振荡器（XIN/ XOUT）的选择。

输出数据速率

LDC1000的输出数据速率取决于LDC配置寄存器（地址：0x04）中的传感器的频率fsensor 、响应时间。

输出数据速率=( fsensor)/(Response Time/3), Sample per second(SPS)（采样率）

举例：如果fsensor=5Mhz，Response Time=192

输出数据速率= (5M)/(192/3)= 78.125 KSPS

选择滤波电容（CFA和CFB引脚）

滤波电容是LDC1000的操作中至关重要的一环。该电容应该是低漏电，温度稳定的，并且必须不产生任何压电噪声（许多电容器的电介质表现出压电特性，任何这种噪音是通过RP直接耦合到转换器）。最佳的电容值的范围是从20pF的到100nF。电容器的值是基于LC回路的时间常数和谐振频率。

如果是陶瓷电容，则建议绝缘等级为C0G（或NP0），电压额定值应为≥10V。连接CFA和CFB到电容的走线应尽可能短，以减少任何寄生效应。

为了获得最佳性能，所选择的滤波电容连接CFA和CFB之间，需要越小越好，但足够大，使得有源滤波器不饱和。此电容的大小依赖于检测线圈的时间常数，它是由L / Rs给出（L =电感，RS =串联的电阻给定的电感器在振荡频率）。时间常数越大，滤波电容越大。因此，当传感线圈的前方没有目标存在的时候，这个时间常数达到最大。

以下过程可用于找到最优滤波电容：

1 .开始时使用一个大的滤波电容。对于铁氧体磁芯线圈， 10nF的通常是足够大的。对于空心线圈或PCB线圈，100pF电容通常是足够大的。

2. LD和设置所需的寄存器值。通过确保目标和感应线圈之间的最大间隙来尽量减少涡流损耗。

3.使用示波器观察CFB引脚的信号。由于这个节点对容性负载非常敏感，所以推荐使用有源探头。也可以在CFB引脚和尖端之间使用一个无源探头与一个1kΩ串联电阻作为替代方案。 4 .变化的滤波电容的值，直到该CFB引脚观察到的信号具有大约幅度为上峰下峰均为1V的值。此信号与滤波电容的倒数呈线性关系。例如，如果使用一个100pF的滤波电容，并且在CFB针观察到的信号的上下峰值为200mV的，使用200mV/1V*100pF的=20pF的滤波电容得到所需的1V上下峰值。

下面的波形是采取循环流化床引脚14毫米， 2层PCB线圈（ 23匝， 4密耳线宽， 4MIL 跟踪， 1盎司铜厚， FR4 ）之间的间距：

下面的波形是使用CFB引脚，14毫米，2层PCB线圈（23匝，4mil线宽，走线之间的间距4mil的，1盎司铜厚，FR4）：

图15 100pF CFB的波形 图16 20pF CFB的波形

可编程寄存器

表3.寄存器映射（1）（2）（3）

寄存器名称 设备ID 地址 0x00. 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 方向 RO R/W R/W R/W R/W R/W 默认 0x80 0x0E 0x14 0x45 0x1B 0x01 位7 位6 位5 位4 位3 位2 位1 位0 设备名称 RP最大值 RP最小值 传感器频率 LDC配置 时钟配置 RP最大值 RP最小值 最小谐振频率 保留的（000） 保留的（000） 振幅 响应时间 CLK_SEL CLK_PD 比较器的阈值高的LSB 比较器的阈值高的MSB 比较器的阈值低的LSB 比较器的阈值低的MSB INTB引脚配置 电源配置 状态 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x20 R/W 0xFF 阈值高的LSB 阈值高的MSB 阈值低的LSB 阈值低的MSB 保留的（000） 保留的（000） 晶体关闭 R/W 0xFF R/W 0x00 R/W 0x00 R/W R/W RO 0x00 0x00 INTB_MODE PWR_MODE DRDYB 唤醒 比较器 无所谓 感应数据的LSB 感应数据的MSB 频率计数器数据LBS 频率计数器数据Mid-Byte 0x21 0x22 0x23 0x24 RO RO RO 感应数据[7:0] 感应数据[15:8] ODR LSB RO ODR Mid Byte 频率计数器数据MBS 0x25 RO ODR MSB （1）该位未使用的值只能被设置为默认值。

（2）当这部分（PWR_MODE位）唤醒时，寄存器0x01至0X05是只读。 （3）R / W：读/写。 RO：只读。 WO：只写。

寄存器说明

表4.修订ID

地址=0x00，默认=0x80，方向=RO 位域 7:0 域名 修订ID 表5.RP最大值

地址=0x01，默认=0x0E，方向=R/W 位域 7:0 域名 RP最大值 描述 LDC1000需要测量最大RP。配置LDC1000的输入动态范围。见表6寄存器设置。 描述 Silicon. 修订ID 表6.RP寄存器设置

寄存器设置 0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F 0x10 0x11 0x12 Rp (kΩ) 3926.991 3141.593 2243.995 1745.329 1308.997 981.748 747.998 581.776 436.332 349.066 249.333 193.926 145.444 109.083 83.111 64.642 48.481 38.785 27.704 0x13 0x14 0x15 0x16 0x17 0x18 0x19 0x1A 0X1B 0X1C 0X1D 0X1E 0X1F 表7 RP最小值

地址=0x02，默认=0x14，方向=R/W 位域 7:0 域名 RP最小值 21.547 16.160 12.120 9.235 7.182 5.387 4.309 3.078 2.394 1.796 1.347 1.026 0.798 描述 LDC1000需要测量最小RP。配置LDC1000的输入动态范围。见表8寄（1）存器设置。 当默认地址为0x14时寄存器需要强制写

表8.RP最小值寄存器设置

寄存器设置 0x20 0x21 0x22 0x23 0x24 0x25 0x26 0x27 0x28 0x29 0x2A 0x2B 0x2C 0x2D 0x2E 0x2F 0x30 0x31 0x32 Rp (kΩ) 3926.991 3141.593 2243.995 1745.329 1308.997 981.748 747.998 581.776 436.332 349.066 249.333 193.926 145.444 109.083 83.111 64.642 48.481 38.785 27.704 0x33 0x34 0x35 0x36 0x37 0x38 0x39 0x3A 0X3B 0X3C 0X3D 0X3E 0X3F 表9. 传感器的频率

位域 7:0 域名 最小谐振频率 （1）（2）

21.547 16.160 12.120 9.235 7.182 5.387 4.309 3.078 2.394 1.796 1.347 1.026 0.798

描述 在前方无目标时，将最小谐振频率设置为低于最低谐振频率20%的值，使用下面的公式来确定寄存器的值。 地址=0x03，默认=0x45，方向=R/W （1）N =68.94* log10（F/2000）

F =20％，低于谐振频率，Hz

N =寄存器值。四舍五入到最接近的值。 （2）实例：

传感器频率：1MHz F =0.8*1Mhz为=800KHZ

N =68.94* log10（800KHz/2000）=取整到最接近的（179.38）=179（值在传感器频率寄存器进行编程）

表10.LDC配置

地址=0x04，默认=0x1B，方向=R/W 位域 7:5 4:3 域名 保留的 振幅 描述 保留为0 设置振荡器振幅为 00:1V 01:2V 11：保留 2:0 响应时间 000：保留 001：保留 010:192 010:384 100:768 101：:1536 110:3072 111:6144 表11.时钟配置

地址=0x05，默认=0x01，方向=R/W 位域 7:2 1 域名 保留 CLK_SEL 描述 保留到0 1：外部晶体用于频率计数器（XIN/ XOUT）。 0：外部时基时钟用于频率计数器（TBCLK）。 0 CLK_PD 1：禁止外部时基时钟。晶体振荡器掉电。 0：允许外部时基时钟。 表12. 比较器最低有效位的高位阈值 地址=0x06，默认=0xFF，方向=R/W 位域 7:0 域名 最低有效位的高位阈值 阈值高的[7:0] 描述 高位寄存器最低有效字节的阈值。该寄存器是一个读将反映阈值高[7:0]的当前值。参见寄存器0x07为上更新阈值高寄存器的详细信息。 表13. 最高有效位的高位阈值 地址=0x07，默认=0xFF，方向=R/W 位域 7:0 域名 最高有效位的高位阈值 阈值高的[15:0] 描述 高位寄存器最高有效位的阈值。复制0x06寄存器的内容写入该寄存器，并写入高位寄存器[15:0]的阈值。读操作将返回高位[15:8]的阈值。要更新高位寄存器阈值要先写寄存器0x06，然后再写0X07。 表14. 最低有效位的低位阈值 地址=0x07，默认=0xFF，方向=R/W 位域 7:0 域名 最高有效位的低位阈值 阈值低的[15:0] 描述 阈值低值得最低有效位。该寄存器是一个缓冲区。读操作将反映门槛低[7:0]的当前值。见寄存器0x09为上更新阈值低寄存器的详细信息。

表15. 最高有效位的低位阈值 地址=0x09，默认=0x00，方向=R/W 位域 7:0 域名 最高有效位的低位阈值 阈值低的[15:0] 描述 高位寄存器最高有效位的阈值。复制0x08寄存器的内容写入该寄存器，并写入高位寄存器[15:0]的阈值。读操作将返回高位[15:8]的阈值。要更新高位寄存器阈值要先写寄存器0x08，然后再写0X09。 表16. INTB引脚配置

地址=0x0A，默认=0x00，方向=R/W 位域 7:3 2:0 域名 保留 模式 描述 保留到0 100：DRDYBINTB引脚使能 010：INTB引脚显示比较器输出状态 001：唤醒INTB引脚使能 000：所有模式禁用 所有其他组合被保留 表17. 电源配置

地址=0x0B，默认=0x00，方向=R/W 位域 7:1 0 表18.状态

地址=0x20，默认=NA，方向=RO 位域 7 6 5 域名 振荡器状态 数据就绪 唤醒 描述 1：显示振荡器过载和停止 0：振荡器工作 0：数据待读就绪 1：无新数据可用 0：唤醒触发。感应数据超过阈值高的值。 1：唤醒禁用 域名 保留 PWR_MODE 描述 保留到0 0：待用模式 1：活动模式，转换已启用 4 3:0 比较器 无所谓

0：感应数据超过阈值高的值。 1：感应数据低于阈值低的值 表19.感应数据最低有效位

地址=0x21，默认=NA，方向=RO 位域 7:0 域名 感应数据[7:0] 表20.感应数据最高有效位 地址=0x21，默认=NA，方向=RO 位域 7:0 域名 感应数据[15:8] 表21.频率计数器最低有效位 地址=0x23，默认=NA，方向=RO 位域 7:0 域名 ODR LSB (ODR[7:0]) 描述 LSB的输出数据速率。传感器的频率可以使用的输出数据速率来计算。请参考测量电感 描述 感应数据最高有效位 描述 感应数据最低有效位 表22.频率计数器中间字节

地址=0x21，默认=NA，方向=RO 位域 7:0 域名 ODR Mid byte (ODR[15:8]) 描述 输出数据速率的中间字节 表23. 频率计数器最高有效位

地址=0x25，默认=NA，方向=RO 位域 7:0 域名 ODR MSB (ODR[23:16]) 描述 输出数据速率最高有效位 需要特别小心确认的是感应数据[15:0]和频率计数器[23:0]都来自相同的转换。仅当读启动0×21寄存器，转换数据用来更新这些寄存器。如果读取延迟后续的转换之间，这些寄存器不会更新，直到另一次读操作在0X21启动。

数字接口

LDC1000的采用了4线SPI接口访问控制和数据寄存器。LDC1000的是一个SPI从器件，不会启动任何传输。

SPI说明

典型的串行接口交易由8位指令开始，它是一个读/写位（MSB，R =1）和寄存器的一个7位的地址，后跟一个数据字段，它通常是8位。然而，数据字段可以通过提供足够的SPI时钟扩展到8位的整数倍。请参阅扩展SPI传输一节。

图17. 串行接口协议

片选栏（CSB）每个树启动一个新的寄存器访问。在命令字段中的R / WB位配置访问的方向，值为0表示写操作，值1表示读操作。串行时钟（SCLK）的下降沿驱动所有的输出数据，串行时钟（SCLK）的上升沿控制所有输入数据的采样。第十六次上升沿时数据写入寄存器。在第16个时钟后片选栏被置位无效，如果片选栏在第16个时钟之前被拉高，则不会发生数据写入。

扩展SPI传输

可以通过保持片选栏关断超越既定的16的时钟周期，来使一个传输扩展到多个寄存器。在这种模式下，寄存器地址自动递增。 CSB必须在8*（1+ N）个时钟周期内被关断，其中N是一个字节的事务处理过程中写入或读出的量。

在一个扩展的读访问中，在该命令字段最初的8个周期前，SDO每 8个时钟周期输出一次寄存器内容。在延长的写访问时，最初8个命令字段后，每过8个时钟周期，数据被写入寄存器。

启动寄存器0x21读功能，延长传输可以在一次SPI传输中被用来读取16-bit的感应数据和24位的频率数据。

INTB引脚模式

INTB引脚是一个可配置的输出引脚，可用于驱动一个中断上的MCU。LDC1000的提供INTB引脚三种不同的模式： 1。比较器模式 2。唤醒模式 3。 DRDY模式

比较器模式

在比较器模式下，INTB引脚断开或拉高时感应寄存器的值分别增加到高于阈值高或下降到低于阈值低寄存器。在这种模式下，LDC1000本质上表现为具有可编程滞后一个感应开关。

图18.INTB引脚在比较器模式的表现

唤醒模式

在唤醒模式下，INTB引脚被断开时感应寄存器的值增加超过阈值高，拉高时唤醒模式在INTB引脚模式寄存器被禁用。

此模式可用于唤醒一个睡眠状态的MCU，以节省电力。

图19.INTB引脚的唤醒模式行为

DRDYB模式

在DRDY模式（默认）下，INTB引脚被置为有效，每次转换数据可用和拉高上一次寄存器0x21读命令是内部注册的时间，如果读正在进行中，该引脚脉冲来代替。

图20.INTB引脚在DRDYB模式的表现

典型应用

图21.轴向距离测量

图22. 线性位置传感

图23. 角度位置传感

封装信息

可订购设备 状态（1） 封装类型 封装图 引封数量 环保计划（2）铅/焊球涂层 MSL峰值温度（3） OP(°C) 器件标识(4)(5)样品 脚 装 LDC1000NHRJ ACTIVE WSON NHR 16 4500 绿色 (RoHS强制性标准&无锑/溴) 铜 锡 Level-1-260C-UNLIM -40 to 125 LDC1000 LDC1000NHRR ACTIVE WSON NHR 16 1000 绿色 (RoHS强铜 锡 Level-1-260C-UNLIM -40 to 125 LDC1000 制性标准&无锑/溴) LDC1000NHRT ACTIVE WSON NHR 16 250 绿色 (RoHS强制性标准&无锑/溴) (1) The marketing status values are defined as follows:

铜 锡 Level-1-260C-UNLIM -40 to 125 LDC1000 ACTIVE: Product device recommended for new designs.

LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect.

NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design.

PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available. OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device.

(2) Eco Plan - The planned eco-friendly classification: Pb-Free (RoHS), Pb-Free (RoHS Exempt), or Green (RoHS & no

Sb/Br) - please check http://www.ti.com/productcontent for the latest availability information and additional product content details.

TBD: The Pb-Free/Green conversion plan has not been defined.

Pb-Free (RoHS): TI's terms \RoHS requirements for all 6 substances, including the requirement that

lead not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, TI Pb-Free products are suitable for use in specified lead-free processes.

Pb-Free (RoHS Exempt): This component has a RoHS exemption for either 1) lead-based flip-chip solder bumps used between the die and package, or 2) lead-based die adhesive used between

the die and leadframe. The component is otherwise considered Pb-Free (RoHS compatible) as defined above.

Green (RoHS & no Sb/Br): TI defines \(Sb) based flame retardants (Br or Sb do not exceed 0.1% by weight in homogeneous material)

(3) MSL, Peak Temp. -- The Moisture Sensitivity Level rating according to the JEDEC industry standard classifications, and

peak solder temperature.

(4) There may be additional marking, which relates to the logo, the lot trace code information, or the environmental category

on the device.

(5) Multiple Device Markings will be inside parentheses. Only one Device Marking contained in parentheses and separated

by a \

of the previous line and the two combined represent the entire Device Marking for that device.

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