GC-IP200 Datenblatt Version: 2.2 Datum: 31.01.2017 AMAC ASIC- und Mikrosensoranwendung Chemnitz GmbH Kopernikusstr. 16 D-09117 Chemnitz Germany

Revisionsübersicht Datum Tabelle Seite 10 geändert Diverse Ergänzungen Korrektur SPI Protokoll, Ergänzung mechanischer und elektrischer Kennwerte AMAC spezifische Änderungen des Dokumentenlayouts © Copyright 2017 AMAC ASIC- und Mikrosensoranwendung Chemnitz GmbH Unangekündigte Änderungen vorbehalten. Wir arbeiten ständig an der Weiterentwicklung unserer Produkte. Änderungen des Lieferumfangs in Form, Ausstattung und Technik behalten wir uns vor. Aus den Angaben, Abbildungen und Beschreibungen dieser Dokumentation können keine Ansprüche abgeleitet werden. Jegliche Vervielfältigung, Weiterverarbeitung...

1 Übersicht Der Interpolationsschaltkreis GC-IP200 ist zum Anschluss an inkrementale Weg- und Winkelmesssysteme mit sinusförmigen, um 90° phasenverschobenen Ausgangssignalen vorgesehen. Er kann an einer großen Reihe von Gebersystemen, die nach unterschiedlichsten Messprinzipien arbeiten, betrieben werden. Der Schaltkreis realisiert eine Unterteilung der Signalperiode bis zu 200-fach. Ein Zählwert kann sowohl über eine serielle als auch eine parallele Schnittstelle ausgegeben werden. Verschiedene Schnittstellen und flexible Konfigurationsarten ermöglichen den Einsatz in Single-ChipInterpolationssystemen,...

3 Eingangssignale Eingangssignale für die Interpolation sind zwei analoge Spannungen (Sin / Cos) mit sinusförmiger Abhängigkeit von der Messgröße (Weg bzw. Winkel), die, bezogen auf eine Periode des Maßstabes, eine Phasenverschiebung von 90° zueinander aufweisen. Ein drittes Eingangssignal dient als Referenzpunktsignal zur Festlegung des Nullpunktes auf dem Maßstab. Alle drei Eingangssignale werden als Differenzsignale verarbeitet. 3.1 Messsystemanschluss Differenzsignal Sin = SinP-SinN Winkel 0° Udiff Peak to Peak SinP SinN 90° Phasenverschiebung Udiff Peak to Peak CosP CosN Differenzsignal...

3.3 Referenzsignal Ein dritter Ausgang des Messsystems, üblicherweise bezeichnet als Referenz-, Indexpunkt- oder Nullpunktsignal, gilt als aktiviert, wenn die Differenz der Signale an den Pins REFP und REFN größer als die positive Schaltschwelle URPH wird und als deaktiviert, wenn diese Spannung kleiner als die negative Schaltschwelle URPL wird. REFN REFP bzw: URP = REFP - REFN URPH Für Messsysteme ohne Referenzsignal muss über die Pins REFP und REFN ein definierter Zustand (immer aktiv bzw. immer inaktiv) eingestellt werden. 4 AD-Umsetzer Der IC enthält zwei AD-Umsetzer für maximal 1.25MS/s....

Digitale Betriebsarten 5 Digitale Betriebsarten 5.1 Ausgangssignale / Zählwert Das Weg- / Winkelergebnis wird an der seriellen und parallelen Schnittstelle mit 28 Bit im Zweierkomplement zur Verfügung gestellt. Der Nullpunkt kann mittels der Referenzsignaleingänge REFP und REFN generiert oder über die serielle Schnittstelle gesetzt werden. Über einen Triggereingang können bis zu zwei Messergebnisse in einem Auffangregister asynchron zum Zugriff über die Schnittstellen gehalten werden. Gleichzeitig werden die für inkrementale Messgeber üblichen, phasenverschobenen Rechtecksignale, die mittels...

Digitale Betriebsarten 5.4 Intervallzeit / maximale Eingangsfrequenz Die Intervallzeit (IT) bzw. der minimale Flankenabstand t pp an den Ausgangssignalen kann zwischen 1/f osz und 128/fosz in binären Schritten eingestellt werden. Für die Zählerbetriebsart (das Bit SPEED im CFG0-Register ist gesetzt) beträgt die maximale Eingangsfrequenz fmax=fosz/96. In allen anderen Betriebsarten wird sie begrenzt durch den minimalen Impulsabstand am Ausgang. Es gilt: fmax  0.9*fOSZ /(IRIT) < fosz/96 fosz: Frequenz am Pin XA IR: aktivierte Interpolationsrate IT: aktivierte Intervallzeit Als Grenzwerte ergeben...

6 Schnittstellen Über ein serielles Interface (SPI) können sowohl Messwerte aus dem internen Interpolationszähler gelesen, als auch eine Reihe von IC-Konfigurationen durchgeführt werden. Für Anwendungen in schnellen Auswertesystemen stehen die Messwerte zusätzlich an einem parallelen Ausgang mit einer Wortbreite von 16Bit zur Verfügung. Ablaufzähler C-CNT 6.2 Serielle Schnittstelle (SPI) Die serielle Schnittstelle enthält je ein 16 Bit Schieberegister für Lese- und Schreibzugriffe. Ein zusätzliches 16-Bit Halteregister dient bei Lesezugriffen zum Zwischenspeichern der beiden MSB. Ein 8-Bit Adressregister...

SCLK tVDI tSETDI tRDY Abbildung 7: SPI Timing Tabelle 4: Kennwerte SPI Name Min SPI-Takt, H-Zeit SPI-Takt, L-Zeit Wartezeit zwischen SEN fallend und SCLK steigend 4 x TOSZ + 15 ns tSETDI tVDO Zeit zwischen SCLK steigend und Datenübernahme Setupzeit SDI vor SCLK 5 TOSZ + 15 ns Zeit zwischen SCLK steigend und Datenausgabe 6.2.2 Protokoll Tabelle 5: SPI Protokoll Bit –Nr. am Signal SDI 15 Schreibe Adresse Schreibe Daten Schreibe Befehl Mit diesem Kommando erfolgt die Übernahme der internen Daten in ein 32-Bit Halteregister 2) In einkanaligen Systemen diese Bits auf ‚0‘ setzen Bit Broadcast-Mode...

6.2.3 Synchron- / Asynchronbetrieb Lese-Daten werden mit dem Kommando RD0/ST in das Halteregister übernommen. Dies geschieht bei Gleichstand des internen Ablaufzählers und dem SYNC-Register (Synchronbetrieb) bzw. bei gesetztem ASYNC-Bit (Asynchronbetrieb). Das Pin SDO ist während der Wartezeit Low. (Bedeutung RDY) . In der synchronen Betriebsart der SPI können die Ausgangsdaten einem Abtastzeitpunkt zugeordnet werden. Es ist möglich, äquidistante Messungen durchzuführen. (siehe auch Applikationsbeispiel). In der asynchronen Betriebsart werden höhere Übertragungsgeschwindigkeiten erreicht. Beispiel...

6.3 Paralleler Datenausgang Das zuletzt aktivierte SPI-Leseregister kann an dieser Schnittstelle mit je zwei 16-Bit Worten synchron zum internen Ablaufzähler ausgegeben werden. Standardmäßig (Resetzustand) liegen die Daten von SPILeseadresse 0x00(MVAL)an DATA(15:0)an. OUTHIGH STRB XA Signal TDelay TDelay < 15ns Abbildung 12: Timing Paralleler Datenausgang Zur Verringerung von Störungen im Umschaltmoment werden die Datenausgänge DATA(15:8) einen Takt nach den Ausgängen DATA(7:0) geschaltet, aus diesem Grund ist der Wert an DATA(15:0) in den Takten 0 und 16 undefiniert! Extern an dieser Schnittstelle...