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AN-CM-228无接触式旋转编码器

内容

术语和定义

ASM异步状态机
集成电路集成电路

参考

有关文件及软件,请浏览:

//www.wsdof.com/configurable-mixed-signal

下载我们的免费GreenPAK软件设计师(1]以打开。gp文件[2],并查看所提出的电路设计。使用GreenPAK开发工具[3.]在几分钟内将设计冻结到您自己的定制IC中。雷竞技电竞平台对话框半导体提供完整的应用程序笔记库[4],包括设计实例,以及对Dialog IC的功能和模块的解释。

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作者:乔Froniewski

介绍

本应用笔记介绍了如何使用Dialog设计一个高可靠性的旋转开关或编码器GreenPAK5].这种开关设计是无触点的,因此忽略了接触氧化和磨损。它是理想的使用户外,有长期潮湿,灰尘,极端温度等。

对话框GreenPAKSLG46537:GreenPAK集成电路提供了本设计所需的所有电路功能。它生成一个信号(EVAL)以改善信号噪声,从旋转开关的每个扇区垫接收输入,并使用异步状态机(ASM)解释每个扇区垫,以确保只有一个开关选择。

设计理念

这个设计通过时间来工作。它产生一个时钟(EVAL)信号,通过外部100 kohm电阻(图1).EVAL信号是电容耦合到中心“雨刷”,它驱动选定扇区垫的上升边缘比其他所有区域垫(快速进入)更快图1).的GreenPAK异步状态机(ASM)然后评估哪个上升边先到达,结果被锁存。电容耦合设计的优点在于可靠性。无论编码器是建立电容然后磨损到直接连接,还是建立直接连接然后退化(氧化)到电容,它仍然工作。

最顶层的示意图图1显示连接到外部LED的输出,用于演示。

图1:用于演示的顶级应用程序示意图

图2是示波器捕获,示出了具有与其对齐的选择器刮水器的扇区焊盘的提升时间差异,而与其他未选择的垫的升定时间相比。三角洲t是248 ns,这对余量有足够的余量GreenPAK异步状态机(ASM)解析。ASM可以在纳秒下解析,其内部仲裁电路保证只有一个状态有效。因此,只有一个输出将在任何时间注册。

图2:示波器捕获显示速度差异

GreenPAK设计实现

将示意图编程为GreenPAKIC显示在图3

图3:GreenPak Designer原理图

为了节省电力,EVAL信号以与应用程序响应时间相适应的速率生成。使用低频振荡器,并进一步细分为CNT2。在这个例子中,它大约是16hz。请参阅图4

图4:振荡器配置设置

ASM状态图中显示了可能的状态转换(图5).

图5:显示可能状态转换的ASM状态图

EVAL的一个稍微延迟的副本被用作每个周期的ASM重置。这确保了我们总是从STATE0开始。ASM复位后,EVAL信号由每个垫的ASM监控。只有最早的上升边才会导致状态从STATE0过渡出来。其他垫的任何后续上升边将被忽略,因为只有一个状态转换是可能的。这也是由于我们配置ASM的方式图6.6个ASM输出状态中的每一个对应于扇区焊盘中的一个。

DFF锁存保持ASM结果稳定,以便在ASM复位期间没有最终输出的切换。驱动我们的开放漏极NMOS输出引脚所需的极性要求我们配置DFF的反向输出。

图6:输出连接矩阵

测试结果

下面的照片显示了一个原始的原型机,完全可以运行。它的功耗也很低,测量只有5 uAGreenPAK

垫和雨刷的布局最大限度地满足最强的信号。该原型被发现不受强射频干扰,如大型荧光灯和5 W 145 MHz无线电。这可能是因为所有垫都以共模式接收干扰。

图7:原始原型

可以放置垫和刮水器尺寸,因此在任何位置的同时没有2个垫的重叠。这可能不是真的是必要的,因为即使在2个同时上升的边缘的情况下,只有一个态有效地允许其中一个状态有效。这是这种设计是强大的另一个原因。通过将互连迹线与焊盘横迹横截面彼此非常窄,彼此相等的长度来实现良好的灵敏度,因此每个扇区垫的总电容与其他扇区匹配。最终产品可能包括用于刮水器的机械棘爪,所以当居中居中时,它会“点击”,并且还提供良好的触觉感。

结论

对话框的GreenPAK集成电路为这种高可靠性的旋转开关提供了低功耗、强大和完整的解决方案。它是理想的应用,如户外定时器和控雷竞技安卓下载制,需要稳定,长期运行。