JAJSCF9B June   2015  – October 2024 FDC2112 , FDC2112-Q1 , FDC2114 , FDC2114-Q1 , FDC2212 , FDC2212-Q1 , FDC2214 , FDC2214-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 概要
  5. 4 デバイスの比較
  6. 5 ピン構成および機能
  7. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD 定格
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 タイミング要件
    7. 6.7 スイッチング特性- I2C
    8. 6.8 代表的特性
  8. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1 クロック アーキテクチャ
      2. 7.3.2 マルチチャネルおよびシングル チャネル動作
      3. 7.3.3 ゲインおよびオフセット (FDC2112、FDC2114のみ)
      4. 7.3.4 電流駆動制御レジスタ
      5. 7.3.5 デバイス ステータス レジスタ
      6. 7.3.6 入力デグリッチ フィルタ
    4. 7.4 デバイスの機能モード
      1. 7.4.1 起動モード
      2. 7.4.2 通常（変換）モード
      3. 7.4.3 スリープ モード
      4. 7.4.4 シャットダウン・モード
        1. 7.4.4.1 リセット
    5. 7.5 プログラミング
      1. 7.5.1 I2C インターフェイス仕様
    6. 7.6 レジスタ マップ
      1. 7.6.1  レジスタ一覧
      2. 7.6.2  アドレス0x00、DATA_CH0
      3. 7.6.3  アドレス 0x01、DATA_LSB_CH0 (FDC2212/FDC2214 のみ)
      4. 7.6.4  アドレス0x02、DATA_CH1
      5. 7.6.5  アドレス 0x03、DATA_LSB_CH1 (FDC2212/FDC2214 のみ)
      6. 7.6.6  アドレス 0x04、DATA_CH2 (FDC2114、FDC2214 のみ)
      7. 7.6.7  アドレス 0x05、DATA_LSB_CH2 (FDC2214 のみ)
      8. 7.6.8  アドレス 0x06、DATA_CH3 (FDC2114、FDC2214 のみ)
      9. 7.6.9  アドレス 0x07、DATA_LSB_CH3 (FDC2214 のみ)
      10. 7.6.10 アドレス0x08、RCOUNT_CH0
      11. 7.6.11 アドレス0x09、RCOUNT_CH1
      12. 7.6.12 アドレス 0x0A、RCOUNT_CH2 (FDC2114、FDC2214 のみ)
      13. 7.6.13 アドレス 0x0B、RCOUNT_CH3 (FDC2114、FDC2214 のみ)
      14. 7.6.14 アドレス0x0C、OFFSET_CH0（FDC2112 / FDC2114のみ）
      15. 7.6.15 アドレス0x0D、OFFSET_CH1（FDC2112 / FDC2114のみ）
      16. 7.6.16 アドレス0x0E、OFFSET_CH2（FDC2114のみ）
      17. 7.6.17 アドレス0x0F、OFFSET_CH3（FDC2114のみ）
      18. 7.6.18 アドレス0x10、SETTLECOUNT_CH0
      19. 7.6.19 アドレス0x11、SETTLECOUNT_CH1
      20. 7.6.20 アドレス 0x12, SETTLECOUNT_CH2 (FDC2114、FDC2214 のみ)
      21. 7.6.21 アドレス 0x13、SETTLECOUNT_CH3 (FDC2114、FDC2214 のみ)
      22. 7.6.22 アドレス0x14、CLOCK_DIVIDERS_CH0
      23. 7.6.23 アドレス0x15、CLOCK_DIVIDERS_CH1
      24. 7.6.24 アドレス 0x16、CLOCK_DIVIDERS_CH2 (FDC2114、FDC2214 のみ)
      25. 7.6.25 アドレス 0x17、CLOCK_DIVIDERS_CH3 (FDC2114、FDC2214 のみ)
      26. 7.6.26 アドレス0x18、STATUS
      27. 7.6.27 アドレス0x19、ERROR_CONFIG
      28. 7.6.28 アドレス0x1A、CONFIG
      29. 7.6.29 アドレス0x1B、MUX_CONFIG
      30. 7.6.30 アドレス0x1C、RESET_DEV
      31. 7.6.31 アドレス0x1E、DRIVE_CURRENT_CH0
      32. 7.6.32 アドレス0x1F、DRIVE_CURRENT_CH1
      33. 7.6.33 アドレス 0x20, DRIVE_CURRENT_CH2 (FDC2114/FDC2214 のみ)
      34. 7.6.34 アドレス 0x21、DRIVE_CURRENT_CH3 (FDC2114/FDC2214 のみ)
      35. 7.6.35 アドレス0x7E、MANUFACTURER_ID
      36. 7.6.36 アドレス0x7F、DEVICE_ID
  9. 8 アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
      1. 8.1.1 センサ構成
      2. 8.1.2 シールド
      3. 8.1.3 パワー サイクルを使用したアプリケーション
      4. 8.1.4 インダクタの自己共振周波数
      5. 8.1.5 アプリケーション曲線
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 回路図
      2. 8.2.2 設計要件
      3. 8.2.3 詳細な設計手順
        1. 8.2.3.1 推奨されるレジスタの初期設定値
      4. 8.2.4 アプリケーション曲線
    3. 8.3 設計のベスト プラクティス
    4. 8.4 電源に関する推奨事項
    5. 8.5 レイアウト
      1. 8.5.1 レイアウトのガイドライン
      2. 8.5.2 レイアウト例
  10. 9 デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 9.1 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    2. 9.2 サポート・リソース
    3. 9.3 商標
    4. 9.4 静電気放電に関する注意事項
    5. 9.5 用語集
  11. 10改訂履歴
  12. 11メカニカル、パッケージ、および注文情報

8.2.3.1 推奨されるレジスタの初期設定値

このアプリケーションは、100SPS (TSAMPLE = 10ms) を必要とします。18µHのインダクタと33pFのコンデンサを使用したセンサを使用しています。ピン、パターン、およびワイヤによる追加の容量が20pFであるため、合計容量は53pFです。

L および C を使用して、fSENSOR = 1/2π√(LC) = 1/2π√(18*10-6 * 50*10-12) = 5.15MHz となります。これは、最大センサ周波数を表しています。センサ容量を増加すると、周波数は低下します。

CLKIN ピンに印加されるシステムのコントローラ クロックの 40MHz を使用することで、内部クロック周波数を柔軟に設定できます。センサ コイルは、チャネル0（IN0AおよびIN0Bピン）、チャネル1（IN1AおよびIN1Bピン）、チャネル2（IN2AおよびIN2Bピン）に接続されています。

電源投入後は、FDC はスリープ モードになります。以下に示すようにレジスタをプログラミングします（例ではチャネル0のレジスタのみを設定しています。チャネル1およびチャネル2のレジスタも等価な設定を使用します）。

  1. チャネル0の分周値を設定します。
    1. センサはシングルエンド構成であるため、センサ周波数選択レジスタは 2 に設定します。これは、フィールド CH0_FIN_SEL を b10 に設定することを意味します。
    2. 設計上の制約として、fREF0 > 4 × fSENSOR とする必要があります。この制約を満たすために、fREF0 は 20.6MHz より大きくなければならないので、基準分周値は 1 に設定します。これは、CH0_FREF_DIVIDERフィールドを0x01に設定することで行います。
    3. これらの組み合わせにより、チャネル0分周値レジスタ（0x14）の値は0x2001となります。
  2. センサ駆動電流: 発振振幅を1.2V～1.8Vの範囲内とするために、発振振幅をオシロスコープで測定してIDRIVEの値を調整するか、または内蔵のFDC GUI機能を使用して最適な設定を決定します。この場合は、IDRIVE の値を 15 (10 進) に設定し、発振振幅は 1.68V(pk) となります。INIT_DRIVE 電流フィールドを 0x00 に設定します。これらの組み合わせにより、DRIVE_CURRENT_CH0レジスタ（アドレス0x1E）の値は0x7C00となります。
  3. チャネル 0 のセトリング時間をプログラミングします (「マルチチャネルおよびシングル チャネル動作」を参照)。
    1. CHx_SETTLECOUNT > Vpk × fREFx × C × π2 / (32 × IDRIVEX) → 7.5、切り上げて 8 とします。システムの公差に対する余裕を見て、より大きな値10を選択します。
    2. レジスタ 0x10 を最小値 10 にプログラムします。
    3. セトリング時間は次のとおりです。(10 x 16)/40,000,000 = 4µs
    4. チャネル0 SETTLECOUNTレジスタ（0x10）の値は0x000Aとなります。
  4. チャネル切り替え遅延時間は、fREF = 40MHz に対して約 1μs です (「マルチチャネルおよびシングル チャネル動作」を参照)
  5. チャネル0の基準カウントをプログラミングして、変換時間を設定します。変換時間の目安は次のとおりです。1/N * (TSAMPLE – セトリング時間 – チャネル切替え遅延時間) = 1/3 (10,000 – 4 – 1) = 3.33ms
    1. 変換時間レジスタの値を決定するには、次の式を使用し、CH0_RCOUNTについて解きます。変換時間 (tC0)= (CH0_RCOUNTˣ16)/fREF0。
    2. この結果、CH0_RCOUNTの値は10進で8329となります（小数点以下切り捨て）。これにより、ENOB > 13ビットとなることに注意してください。
    3. CH0_RCOUNTレジスタ（0x08）を0x2089に設定します。
  6. ERROR_CONFIGレジスタ（アドレス0x19）に対してはデフォルト値を使用します。デフォルトでは、すべての割り込みがディスエーブルです。
  7. MUX_CONFIGレジスタをプログラミングします。
    1. AUTOSCAN_ENをb1に設定して、シーケンシャル モードをイネーブルにします。
    2. RR_SEQUENCEをb10に設定して、3つのチャネルでのデータ変換をイネーブルにします（チャネル0、チャネル1、チャネル2）。
    3. DEGLITCHをb101に設定して、入力デグリッチ フィルタの帯域幅を10MHzに設定します。これは、発振タンク周波数を超える最小の設定です。
    4. これらの組み合わせにより、MUX_CONFIGレジスタ（アドレス0x1B）の値は0xC20Dとなります。
  8. 最後に、CONFIGレジスタを次のようにプログラミングします。
    1. ACTIVE_CHANフィールドをb00に設定して、チャネル0を選択します。
    2. SLEEP_MODE_ENフィールドをb0に設定して、変換をイネーブルにします。
    3. SENSOR_ACTIVATE_SELをb0に設定して、センサ起動時に全電流駆動を行います。
    4. REF_CLK_SRCフィールドをb1に設定して、外部クロック ソースを使用します。
    5. 他のフィールドはそれぞれデフォルト値に設定します。
    6. これらの組み合わせにより、CONFIGレジスタ（アドレス0x1A）の値は0x1601となります。

次に、レジスタ アドレス0x00～0x05からチャネル0～チャネル2の変換結果を10msごとに読み取ります。

上記の設定例に対して、以下のレジスタ書き込みシーケンスを推奨します。

表 8-1 推奨されるレジスタの初期設定値 (マルチチャネル動作)
アドレス値レジスタ名備考
0x080x8329RCOUNT_CH0タイミング要件（100 SPS）と分解能要件から計算された基準カウント
0x090x8329RCOUNT_CH1タイミング要件（100 SPS）と分解能要件から計算された基準カウント
0x0A0x8329RCOUNT_CH2タイミング要件（100 SPS）と分解能要件から計算された基準カウント
0x100x000ASETTLECOUNT_CH0選択したセンサの最小セトリング時間
0x110x000ASETTLECOUNT_CH1選択したセンサの最小セトリング時間
0x120x000ASETTLECOUNT_CH2選択したセンサの最小セトリング時間
0x140x2002CLOCK_DIVIDER_CH0CH0_FIN_DIVIDER = 1、CH0_FREF_DIVIDER = 2
0x150x2002CLOCK_DIVIDER_CH1CH2_FIN_DIVIDER = 1、CH2_FREF_DIVIDER = 2
0x160x2002CLOCK_DIVIDER_CH2CH2_FIN_DIVIDER = 1、CH2_FREF_DIVIDER = 2
0x190x0000ERROR_CONFIGステータスおよびエラー状態を通知するためにデフォルト値から変更可能
0x1B0xC20DMUX_CONFIGチャネル0、1、２をイネーブル（シーケンシャル モード）、入力デグリッチ帯域幅を10MHzに設定
0x1E0x7C00DRIVE_CURRENT_CH0チャネル0のセンサ駆動電流を設定
0x1F0x7C00DRIVE_CURRENT_CH1チャネル1のセンサ駆動電流を設定
0x200x7C00DRIVE_CURRENT_CH2チャネル2のセンサ駆動電流を設定
0x1A0x1601CONFIGセンサ起動中の全電流駆動をイネーブル、外部クロック ソースを選択、デバイスをウェイクアップして変換を開始。FDCがアクティブ モードの間はデバイスの設定が許可されないため、このレジスタへの書き込みは最後に行う必要があります。