恩智浦智能车电磁组

1.赛道环境

官方规定:漆包线上产生20KHz,100mA的交变电磁方波信号。

2.信号采集调理电路

(1)方案:LC选频并联谐振电路 +运算放大器交流放大电路+峰值保持整流滤波

(2)理论:电路距离漆包线上方约15~20cm处,工字电感检测到的信号约为30mV左右20KHz的交变小信号,由于后级单片机无法处理这类小信号,必须进行放大处理。因此需要放大倍数为100倍左右的放大电路,对交流小信号放大处理并整流滤波处理,以便单片机的AD转换器进行检测处理。

(3) LC选频并联谐振电路设计

恩智浦智能车电磁组_第1张图片

(4) 运算放大器交流放大电路

设计目标

输入

输出

带宽(BW)

电源

Vimin

Vimax

Vomin

Vomax

fp

Vcc

Vee

0

30mV

0V

3V

20kHz

5V

0V

拟采用同相比例放大电路方案:

恩智浦智能车电磁组_第2张图片

集成运算选择OPA2350,其放大电路采用同相比例放大电路的形式。OPA2350运放的输出失调电压小于10mV单位增益带宽为38MHz低噪声且高速特性非常适合于本电路的使用环境。

电路传递函数如下:

 

1.计算增益。

 

2.计算RF和R1的值。

恩智浦智能车电磁组_第3张图片

 

3.计算最大程度地降低转换导致的失真所需的最小压摆率。

 

4.计算增益带宽

 

直流传输特性

恩智浦智能车电磁组_第4张图片

 

交流传输特性

恩智浦智能车电磁组_第5张图片

(5) 峰值保持整流滤波

恩智浦智能车电磁组_第6张图片

(6)仿真结果

电感检测的原始信号:20kHz 30mV

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OPA2350放大后输出信号:20KHz 3V 

注:由于OPA2350单电源供电所以导致波形负半周进入非线性区。

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峰值保持整流滤波输出

注:号电压幅值有所降低,原因是硅二极管自身损耗约为0.5V左右。

恩智浦智能车电磁组_第9张图片

 

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