AMAC

ASIC- und Mikrosensoranwendung Chemnitz


 2-Kanal-Interpolationsschaltkreis mit Noniusberechnung GC-NIP

 


Eigenschaften

          

Interpolationsraten 32 bis 8192
Eingangsfrequenz bis zu 130 kHz
Einstellbarer Tiefpass am Eingang 10 kHz … 150 kHz
Maximale Verzögerungszeit 8 µs bei 26 MHz Taktfrequenz
Integrierter patentierter Regelalgorithmus

Ausgangssignale: ABZ, SPI, SSI, BiSS
EEPROM, Referenzpunktabgleich, Zähler-Preset
Betriebsspannung 3,3 V / 5 V*
Gehäuse QFN64 (9 mm x 9 mm)


Der zweikanalige Noniusinterpolationsschaltkreis GC-NIP dient der Auflösungserhöhung für absolute Weg- und Winkelmesssysteme mit 2 sinusförmigen, um 90° phasenverschobenen Ausgangssignalen (Noniussignalen) sowie der Berechnung der Absolutposition des Sensors aus den beiden Noniussignalen. Ein- oder zweikanalige inkrementale Weg- oder Winkelmesssysteme können ebenfalls an den GC-NIP angeschlossen werden.
Die Signale der Sensoren werden einer von der AMAC/GEMAC patentierten internen Verstärkungs- und Offsetregelung unterzogen und danach bis zu 8192-fach interpoliert. Bei der Berechnung der Absolutposition können bei 2-Spur-Nonius-Systemen Auflösungen von bis zu 22 Bit erreicht werden. Der GC-NIP ist sowohl eingangs- als auch ausgangsseitig für 3,3V-Schnittstellen ausgelegt. Er enthält sechs Instrumentationsverstärker mit einstellbaren Verstärkungsfaktoren. Sensoren mit Spannungsschnittstelle sowie Messbrücken können direkt angeschlossen werden. Sensoren mit Stromschnittstelle bzw. Photodiodenarrays werden mittels einfacher Außenbeschaltung angepasst. Der IC kann sowohl mit single-ended, als auch mit differentiellen Eingangssignalen arbeiten. Ein einstellbarer analoger Tiefpass vermindert das Rauschen der Sensorsignale. Ergänzend dazu kann eine digitale Hysterese das Flankenrauschen der Ausgangssignale bei niedrigen Eingangsfrequenzen und bei Stillstand unterdrücken. Im GC-NIP wird die Signalgüte der Sensoren mit neun Kriterien überwacht. Zur Berechnung der Noniusposition kann ein Satz von Sensor- bzw. maßstabsspezifischen Korrekturkoeffizienten im EEPROM des IC abgelegt werden, so dass Oberwellen der Sinussignale oder Ungenauigkeiten der Maßverkörperung nicht zu Fehlern in der Noniusberechnung führen. Die Bestimmung der Korrekturkoeffizienten erfolgt mittels eines einfachen softwarebasierten Einmessvorgangs. Der GC-NIP ist besonders für den Einsatz in Motor-Feedback-Systemen geeignet, da sowohl Absolutposition als auch inkrementale ABZ-Signale gebildet werden. Die vier implementierten Ausgangsschnittstellen (ABZ/SPI/SSI/BiSS) und weitere Merkmale, wie die Möglichkeiten zum Abgleich des Referenzpunktes, zur Einstellung und Speicherung der Nullposition oder der Unterstützung bei der Auswertung abstandskodierter Referenzmarken erlauben die direkte Verwendung des GC-NIP an industriellen Steuerungen. Die Konfiguration des IC erfolgt anwendungsspezifisch aus einem integrierten EEPROM, über Konfigurationseingänge oder über das serielle Interface (SPI/BiSS).


Technische Daten




Schnittstellen









Analogeingang:


Sinus-/Cosinus-/Referenz-(Index)signal; differentiell oder single-ended
Nominalamplitude 660 mVPP/250 mVPP /120  mVPP /60 mVPP
Maximale Eingangsfrequenz 130 kHz für alle Auflösungen







ABZ:


90°-Rechteckfolgen (A/B/Z)
Einstellbare Breite Nullsignal Z von ¼ oder 1 Periode A/B
Hilfssignale für Sensorabgleich







SPI:


30-Bit Zählwert / 9 Bit Sensorstatus
Bis zu 15 MHz, kompatibel zu Standard-SPI 16Bit
Datenrate bis zu 500.000 Messwerte/s
Aktivierbare Signalfilter zur Unterdrückung von Störimpulsen







SSI und BiSS:


30-Bit Zählwert / 2 Bit Sensorstatus
Graycode/Binärcode
Einstellbares Timing, SSI Ringbetrieb







Interpolation/Signalverarbeitung









Interpolationsraten:


Noniusberechnung: 256 ... 8192
Interpolation (ABZ): 32 ... 8192







Signalkorrektur:


Patentierter Digitalregler für Offset, Regelbereich ±10 %
Patentierter Digitalregler für Amplitude, Regelbereich  60 % … 120 %
Digitales Potentiometer mit 64 Stufen zur Phasenkorrektur; Einstellbereich ±5° bzw. ±10°







Störunterdrückung:


Einstellbarer Tiefpass 10 kHz, 75 kHz, 150 kHz
Digitale Hysterese zur Unterdrückung des Flankenrauschens am Ausgang (0 … 7)
Einstellbarer Mindestflankenabstand am Ausgang







Weiteres:


 2-stufiger Messwerttrigger
Preset-Signal zur Einstellung und Speicherung der Nullpunktposition des Sensors
Konfiguration über Pins oder integrierten EEPROM







Wichtige Kennwerte









Bauform:


QFN64 (9 x 9 mm)







Betriebsspannung:


3,3 V / 5 V*







Temperaturbereich:


-40 °C … +125 °C




*Konfiguration von 5 V-Systemen über Level Shifter GC-LS möglich

Downloads


Infoblatt

Datenblatt

Software







Bestellinformationen

Produkttyp

Beschreibung/Unterscheidung

Artikelnummer

GC-NIP

Noniusinterpolationsschaltkreis GC-NIP, QFN64

PR-44800-00

GP NIP

Demoboard zum Nonius-IC GC-NIP

PR-44810-00

GC-LS

4 kanaliger analoger Level-Shifter 5 V zu 3,3 V

PR-44500-00

USB zu SPI Adapter

USB-Adapter zur SPI-Schnittstelle

PR-44025-10

USB zu BiSS Adapter

USB-Adapter zur BiSS-Schnittstelle

PR-44030-00