JAJU926 March   2024

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   参照情報
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
    1. 1.1 主なシステム仕様
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 TMCS1123
      2. 2.3.2 ADS7043
      3. 2.3.3 AMC1035
      4. 2.3.4 REF2033
  9. 3システム設計理論
    1. 3.1 ホール エフェクト電流センサの回路設計
    2. 3.2 A/D コンバータ
      1. 3.2.1 デルタ シグマ変調器
        1. 3.2.1.1 同相電圧範囲
        2. 3.2.1.2 入力フィルタリング
        3. 3.2.1.3 MCU へのインターフェイス
      2. 3.2.2 12 ビット SAR ADC
        1. 3.2.2.1 同相電圧範囲
        2. 3.2.2.2 入力フィルタ
        3. 3.2.2.3 MCU へのインターフェイス
    3. 3.3 電源および基準電圧
  10. 4ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 4.1 ハードウェア要件
    2. 4.2 ソフトウェア要件
    3. 4.3 テスト設定
      1. 4.3.1 注意事項
    4. 4.4 テスト結果
      1. 4.4.1 DC 性能
        1. 4.4.1.1 AD 変換後の出力電圧ノイズおよび ENOB
        2. 4.4.1.2 直線性と温度ドリフト
      2. 4.4.2 AC 性能
        1. 4.4.2.1 SNR の測定
        2. 4.4.2.2 レイテンシ テスト
      3. 4.4.3 PWM 除去
      4. 4.4.4 過電流応答
      5. 4.4.5 隣接電流除去
      6. 4.4.6 電源除去比
      7. 4.4.7 デジタル インターフェイス
  11. 5他社デバイスとの性能比較
    1. 5.1 有効ビット数
    2. 5.2 レイテンシ
    3. 5.3 PWM 除去
  12. 6設計とドキュメントのサポート
    1. 6.1 デザイン ファイル
      1. 6.1.1 回路図
      2. 6.1.2 BOM
      3. 6.1.3 PCB レイアウトに関する推奨事項
        1. 6.1.3.1 レイアウト プリント
    2. 6.2 ツールとソフトウェア
    3. 6.3 ドキュメントのサポート
    4. 6.4 サポート・リソース
    5. 6.5 商標
  13. 7著者について

電源除去比

通常、電源ノイズによりホール センサの出力電圧に追加のノイズが発生し、センサの精度が低下します。電源除去比 (PSRR) は、ホールセンサにとって重要なパラメータです。PSRR テストでは、300mV、100kHz のピーク ツー ピークリップルを TMCS1123 の電源電圧に注入します。TMCS1123 の出力電圧リップルは、電源リップルを除去する能力を示しています。このテストでは、 DC 電源および信号ジェネレータを使用してこのリップルを生成します。図 4-24 にブロック図を示します 。

GUID-20240201-SS0I-HHH5-FKHH-6ZBQQHLWLVWB-low.svg 図 4-24 PSRR テスト設定

図 4-25 で紫の曲線は、注入された電圧リップルであり、ピーク ツー ピーク値 320mV、周波数100kHz です。このオシロスコープ波形は、TMCS1123 の基準電圧 VREF と出力電圧 VOUT の両方に同じ周波数リップルがあることを示しています 。VREF および VOUT を 100ms にわたって記録し 、波形のピーク ツー ピーク値を 100ms 測定し、その値を電源リップルがない状況の結果と比較します。

GUID-20240201-SS0I-JDPG-HZC6-SSXDB5HKFHBB-low.png 図 4-25 電源リップル、基準電圧、出力電圧の波形

図 4-26 および 図 4-27 に結果を示します。

GUID-20240201-SS0I-VX95-MJBV-M9H8QSDB0RPR-low.png図 4-26 電源電圧リップルが大きい場合の TMCS1123 出力電圧と GND との関係
GUID-20240201-SS0I-TNK5-XXJC-KFWH2QFJ1NVJ-low.png図 4-27 電源電圧リップルが大きい場合の TMCS1123 出力電圧と VREF との関係

電源リップルを付加した場合、VOUT のリップルは 94mVPP、差動出力電圧 VOUT – VREF のリップルは 80mV です。TMCS1123 で差動出力を使用すると、電源リップルによって発生する出力ノイズを低減し、測定精度を向上させるのに役立ちます。

図 4-28図 4-31 に、ADS7043 および AMC1035 のサンプリング データを示します。

GUID-20240201-SS0I-LNBT-NW8F-Q46BJ1GRFGMS-low.png図 4-28 電源電圧リップルがある場合の出力ノイズ (ADS7043 による 10kHz でのサンプリング)
GUID-20240201-SS0I-M8N4-TTZM-HLVM1SB95DLD-low.png図 4-29 電源電圧リップルがない場合の出力ノイズ (ADS7043 による 10kHz でのサンプリング)
GUID-20240201-SS0I-BJWS-P4KW-QKPDLGTKXXKR-low.png図 4-30 電源電圧リップルがある場合の出力ノイズ (AMC1035 による 10kHz でのサンプリング)
GUID-20240201-SS0I-FPX7-XKKF-7W3BSQDPBVRB-low.png図 4-31 電源電圧リップルがない場合の出力ノイズ (AMC1035 による 10kHz でのサンプリング)

ADS7043 の場合、ピーク ツー ピーク ノイズは約 600mA、AMC1035 の場合、約 450mA です。これらの結果は、セクション 4.4.1.1 の DC ノイズテスト結果と一致してい ます。デルタ シグマ変調器を使用すると、電源リップルによる影響をさらに低減できます。

この結果には、信号周波数 (100kHz) がサンプリング周波数 (10kHz) よりも高いことによるスペクトル エイリアシングが現れています。