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参考设计

TIDA-00202

HIPERFACE 位置编码器接口参考设计

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TIDA-00202

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概述

TIDA-00202 参考设计实现了一款符合 EMC 标准的工业级混合模拟与数字接口，可连接至 HIPERFACE 位置编码器。双向参数通道采用带 IEC-ESD 和 IEC-EFT 防护功能的 3.3V 供电 RS485 收发器。对于模拟正弦/余弦信号通道，设计提供两种方案以提升连接灵活性：既适用于内置 ADC 的处理器，也适用于无内置 ADC 的处理器；同时使用两种方案还可实现冗余功能。第一种方案采用带 SPI 输出的全差分双路 12 位 ADC，第二种方案采用带单端模拟输出 (0-3.3V) 的双路差分输入。该设计具备符合工业标准的 24V 输入，电压宽范围为 16V 至 36V。编码器供电可配置为 7V 至 12V（默认 11V），并具备短路保护功能。带模拟信号与逻辑信号的 3.3V I/O 连接器，可便捷连接至带有 HIPERFACE 主设备 IP 核的主处理器。为方便快速评估，提供适用于 C2000™ Piccolo MCU 的示例固件，该固件可计算绝对角度位置，并通过虚拟 COM 端口显示。

特性
  • 符合 EMC 标准的 HIPERFACE 位置编码器接口：数字双向参数通道波特率最高可达 38400 Baud，模拟正弦/余弦通道带宽至少为 150kHz。
  • 3.3V 供电半双工 RS485 收发器，具备 12kV IEC-ESD 和 4kV IEC-EFT 保护。
  • 正弦和余弦信号双路径选项：双路 12 位 ADC（带 SPI 输出）或双路模拟输出（0-3.3V），可灵活连接带或不带嵌入式 ADC 的 MCU。
  • 主机处理器接口 (3.3V I/O) 可轻松连接到 HIPERFACE 主设备的 C2000™ 等 MCU。
  • 适用于 C2000™ Piccolo MCU 的示例固件：可计算并显示从 HIPERFACE 位置编码器获取的插值绝对角度。
  • 设计符合 EMC 抗扰度要求，可耐受 ESD、快速瞬变脉冲群及浪涌，防护等级符合 IEC61800-3 标准。
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我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证，不可用于销售。

设计文件和产品

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下载现成的系统文件，加快您的设计过程。

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TIDUB64A.PDF (2851 KB)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

download Assembly drawing — TIDA-00202
TIDRJH3.PDF (357 KB)

元件放置方式设计布局的详细原理图

download Bill of materials (BOM) — TIDA-00202
TIDRJH2.PDF (39 KB)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

download CAD/CAE symbol — TIDA-00202
TIDRJH5.ZIP (5817 KB)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

download Gerber file — TIDA-00202
TIDCBL4.ZIP (2025 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

download PCB layout — TIDA-00202
TIDRJH4.PDF (4668 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

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TIDRJH1.PDF (1280 KB)

设计布局和元件的详细原理图

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

比较器

TLV3202 — 5.5V 高速双路推挽比较器

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AC/DC 和 DC/DC 转换器（集成 FET）

TPS560200 — 采用 SOT-23 封装、具有高级 Eco-Mode™ 的 17V 输入、500mA 同步降压稳压器

数据表: PDF | HTML
线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS717 — 具有使能功能的 150mA、高 PSRR、低 IQ、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML
精密 ADC

ADS7254 — 12 位、1MSPS、双路、同步采样差分 SAR ADC

数据表: PDF | HTML
ESD 保护二极管

TPD2E007 — 适用于交流信号数据接口的双路 10pF、±13V、±8kV ESD 保护二极管

数据表: PDF | HTML
线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS799 — 具有低噪声和使能功能的 200mA、低 IQ、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML
线性和低压降 (LDO) 稳压器

LP2954 — 250mA、30V、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML
全差分放大器

THS4531A — 超低功耗、RRO、全差动放大器

数据表: PDF | HTML
并联电压基准

TLV431 — 精度为 1.5% 的低电压可调节精密并联稳压器

数据表: PDF | HTML
高速运算放大器 (GBW ≥ 50MHz)

OPA2365 — 2.2V、50MHz、低噪声单电源轨到轨运算放大器

数据表: PDF | HTML
RS-485 和 RS-422 收发器

SN65HVD72 — 具有 IEC ESD 保护功能和 250kbps 的 3.3V 半双工 RS-485

数据表: PDF | HTML
AC/DC 和 DC/DC 转换器（集成 FET）

TPS5401 — 3.5V 至 42V 输入 0.5A 降压转换器

数据表: PDF | HTML

开始开发

软件

仿真模型

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支持的产品和硬件

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固件

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* 设计指南 Interface to a HIPERFACE Position Encoder Design Guide (Rev. A) 2016-3-3

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