電感式傳感器利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來實現(xiàn)非電量電測。在很多應用中都會有利用到電感式傳感器來對位移、壓力、振動、應變、流量等參數(shù)進行測量，在機電控制系統(tǒng)中應用得尤為廣泛。這不僅得益于它結構簡單、靈敏度高，其抗干擾能力強及測量精度高也有很重要的優(yōu)勢點。感應傳感器檢測金屬目標與感應線圈傳感器的接近程度，而電容傳感器檢測傳感器和電極之間的電容變化。
在某些情況下，由于更高的采樣率或更低的成本，我們可能希望使用 12 位LDC1312或LDC1314，當 12 位 LDC 的分辨率不足以滿足我們的特定系統(tǒng)需求時，例如在這個1 度刻度盤。在這種情況下，我們可以使用增益和偏移寄存器將有效位數(shù) (ENOB) 最多提高 4 位。測量時序不受使用增益和偏移的影響。
增益/偏移功能有效，因為LDC1312和LDC1314具有內部 16 位數(shù)據(jù)轉換器，但它們僅顯示數(shù)據(jù)寄存器中的 12 個位：DATA_CH0、DATA_CH1、DATA_CH2 和 DATA_CH3。默認情況下，增益功能被禁用，DATA 寄存器顯示 16 位字的 12 個最高有效位 (MSB)。但是，可以轉移數(shù)據(jù)輸出；見圖 1。
圖 1：轉換數(shù)據(jù)輸出增益
使用 4x、8x 或 16x 的增益會導致 2 位、3 位或 4 位數(shù)據(jù)移位，這相當于將最大有效位數(shù)分別增加 2 位、3 位或 4 位。
讓我們用一個簡單的例子來說明增益和偏移是如何工作的。該示例使用LDC1314 評估模塊。我的目標是在 0.2 毫米目標距離和無限目標距離之間移動的美國四分之一。
以下是通過三個簡單步驟優(yōu)化分辨率的方法：
1. 確定系統(tǒng)邊界。在最小目標距離（0.2mm）和最大目標距離（無限）之間移動時，我測量以下（表1）：
表 1：應用增益前的 ENOB
使用增益功能會丟棄 MSB；因此，確保最大輸出比例不低于零或高于新數(shù)據(jù)輸出的滿量程非常重要。數(shù)據(jù)表顯示 最大輸出范圍必須為：
· ≤ 100% 滿量程，增益 = 1x
· ≤ 25% 滿量程，增益 = 4x
· ≤ 12.5% 滿量程，增益 = 8x
· ≤ 6.25% 滿量程，增益 = 16x
2.應用增益。滿量程數(shù)據(jù)字為 2 12 -1 = 4,095。我的示例顯示了最小和最大目標位置之間的 90 個代碼增量，僅為滿量程的 2.2%。因此，我可以輕松地使用 16 倍的最大增益設置。在這種情況下，我測量了以下內容（表 2）：
((*) 信號被削波
表 2：應用增益后的 ENOB
我的代碼增量有了很大的改進，但在最小目標距離處的數(shù)據(jù)輸出在我的新數(shù)據(jù)字的全范圍內剪輯。
3.減去偏移量。雖然我的系統(tǒng)僅使用滿量程的 2.2%，但它跨越了滿量程邊界，導致信息丟失。為了解決這個問題，我可以使用偏移寄存器從數(shù)據(jù)輸出中減去一個固定的偏移量。最大目標距離輸出碼是3212，所以我可以輕松減去2000碼。
(*) 信號被削波
表 3：應用增益和偏移后的 ENOB
增益為 16 倍，偏移量為 -2,000 個代碼，LDC 現(xiàn)在記錄 1,212 到 2,670 之間的數(shù)據(jù)，如表 3 所示。這完全在 0 到 4,095 的輸出代碼限制范圍內。代碼增量為 1,458 個代碼，比默認情況提高了 4 位，增益為 1。
圖 2 顯示了此示例的工作輸出范圍，無增益、增益為 16、增益為 16 且偏移為 -2,000。
圖 2：應用增益和偏移后轉換信號范圍增加
如果分辨率還是不夠怎么辦？
在這個簡單的示例中，有效分辨率提高了 4 位（從 6.5 位到 10.5 位），而對時序或功耗沒有任何影響。如果此有效分辨率仍不足以滿足我們的系統(tǒng)要求，請考慮使用我們的 28 位多通道器件LDC1612或LDC1614 。我們可以在此處閱讀有關LDC1612和LDC1614 分辨率優(yōu)勢的更多信息。
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