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功能框图
REFERENCE OSCILLATOR
(DAC)
EXCITATION OUTPUTS
AD2S1210
E N C O D E R E M U L A T I O N
SYNTHETIC REFERENCE RESET
DATA I/O
INPUTS FROM RESOLVER
ENCODER EMULATION OUTPUTS
VOLTAGE REFERENCE
REFERENCE
PINS
INTERNAL CLOCK GENERATOR
CRYSTAL
TYPE II
TRACKING LOOP FAULT DETECTION
FAULT
DETECTION OUTPUTS
POSITION REGISTER
ADC
ADC
CONFIGURATION
REGISTER
MULTIPLEXER
DATA BUS OUTPUT
DATA I/O
VELOCITY REGISTER
07467-001
图1.
AD2S1210
分辨率可变、10位至16位R/D
转换器，内置参考振荡器
产品特性
完整的单芯片旋变数字转换器
最大跟踪速率：3125 rps(10位分辨率) 精度：±2.5弧分
分辨率：10/12/14/16位，由用户设置 并行和串行10位至16位数据端口 绝对位置与速度输出 系统故障检测
可编程故障检测阈值 差分输入
增量式编码器仿真
内置可编程正弦波振荡器 兼容DSP 和SPI 接口标准
电源电压：5 V ，逻辑接口电压2.3 V 至5 V 额定温度范围：−40°C 至+125°C
应用
直流和交流伺服电机控制 编码器仿真 电动助力转向 电动汽车
集成的启动发电机/交流发电机 汽车运动检测与控制
概述
AD2S1210是一款10位至16位分辨率旋变数字转换器，集成片上可编程正弦波振荡器，为旋变器提供正弦波激励。 转换器的正弦和余弦输入端允许输入3.15 V p-p ± 27%、频率为2 kHz 至20 kHz 范围内的信号。Type II 伺服环路用于跟踪输入信号，并将正弦和余弦输入端的信息转换为输入角度和速度所对应的数字量。最大跟踪速率为3125 rps 。
产品特
1. 比率跟踪转换。Type II 跟踪环路能够连续输出位置数据，且没有转换延迟。它还可以抑制噪声，并提供参考和输入信号的谐波失真容限。
2. 系统故障检测。故障检测电路可以检测旋变的信号丢失、超范围输入信号、输入信号失配或位置跟踪丢失。各故障检测阈值可以由用户单独编程，以便针对特定应用进行优化。
3. 输入信号范围。正弦和余弦输入端支持3.15 V p-p ± 27%的差分输入电压。
4. 可编程激励频率。可以轻松地将激励频率设置为2 kHz 至20 kHz 范围内的多个标准频率。
5. 3倍格式位置数据。通过16位并行端口或4线串行接口可以访问10位至16位绝对角位置数据。增量式编码器仿真采用标准A-quad-B 格式，并提供方向输出。
6. 数字速度输出。通过16位并行端口或4线串行接口可以访问10位至16位带符号的数字量速度。
Rev. A
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目录
产品特性 (1)
应用 (1)
功能框图 (1)
概述 (1)
产品特 (1)
修订历史 (2)
技术规格 (3)
时序规格 (6)
绝对最大额定值 (8)
ESD警告 (8)
引脚配置和功能描述 (9)
典型性能参数 (11)
旋变格式信号 (15)
工作原理 (16)
旋变-数字转换 (16)
故障检测电路 (16)
片上可编程正弦波振荡器 (18)
合成参考生成 (18)
AD2S1210配置 (20)
工作模式 (20)
寄存器映射 (21)
位置寄存器 (21)
速度寄存器 (21)
LOS阈值寄存器 (21)
DOS超量程阈值寄存器 (21)
DOS失配阈值寄存器 (21)
DOS复位最大和最小阈值寄存器 (22)
LOT上限寄存器 (22)
LOT下限寄存器 (22)
激励频率寄存器 (22)
控制寄存器 (22)
软件复位寄存器 (23)
故障寄存器 (23)
数字接口 (24)
SOE输入 (24)
SAMPLE输入 (24)
数据格式 (24)
并行接口 (24)
串行接口 (28)
增量式编码器输出 (31)
上电时序控制和复位 (31)
电路动态特性 (32)
环路响应模型 (32)
误差源 (33)
外形尺寸 (34)
订购指南 (34)
修订历史
2012年10月—修订版0至修订版A
更改“典型性能参数”部分...................................................11, 12
更改“订购指南”部分 (34)
2008年8月—版本0：初始版
AD2S1210
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中文翻译英文转换器表1.
正弦、余弦输入2
电压幅度 2.3 3.15 4.0 V p-p 正弦波形，差分SIN 至SINLO ，COS 至COSLO 输入偏置电流 8.25 µA V IN = 4.0 V p-p, CLKIN = 8.192 MHz 输入阻抗 485 kΩ V IN = 4.0 V p-p, CLKIN = 8.192 MHz
锁相范围−44 +44 度正弦/余弦与EXC 输出的关系，控制寄存器D3 = 0共模抑制 ±20 弧秒/V 10 Hz 至1 MHz ，控制寄存器D4 = 0 角度精度3
角度精度 ±2.5 + 1 LSB ±5 + 1 LSB 弧分B 、D 级
±5 + 1 LSB ±10 + 1 LSB 弧分A 、C 级 分辨率
10, 12, 14, 16 位无失码积分非线性(INL)
10位 ±1 LSB B 、D 级 ±2 LSB A 、C 级 12位 ±2 LSB B 、D 级 ±4 LSB A 、C 级 14位 ±4 LSB B 、D 级 ±8 LSB A 、C 级 16位 ±16 LSB B 、D 级
±32 LSB A 、C 级 微分非线性(DNL) ±0.9 LSB 可重复性 ±1 LSB 速度输出 速度精度4
10位 ±2 LSB B 、D 级，零加速度 ±4 LSB A 、C 级，零加速度 12位 ±2 LSB B 、D 级，零加速度 ±4 LSB A 、C 级，零加速度 14位 ±4 LSB B 、D 级，零加速度 ±8 LSB A 、C 级，零加速度 16位 ±16 LSB B 、D 级，零加速度
±32 LSB A 、C 级，零加速度 分辨率5 9, 11, 13, 15 位 动态性能 带宽
10位2000 6500 Hz
2900 5300 Hz CLKIN = 8.192 MHz 12位900 2800 Hz
1200 2200 Hz CLKIN = 8.192 MHz 14位400 1500 Hz
600 1200 Hz CLKIN = 8.192 MHz 16位
100 350 Hz
125
275
Hz
CLKIN = 8.192 MHz
参数
条件/注释 最小值
典型值
最大值
单位
AD2S1210
技术规格
除非另有说明，AV DD = DV DD = 5.0 V ± 5%，CLKIN = 8.192 MHz ± 25%，EXC 频率 = 10 kHz 至20 kHz(10位)、6 kHz 至20 kHz(12位)、3 kHz 至12 kHz(14位)、2 kHz 至10 kHz(16位)；T A = T MIN 至T MAX 1。
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跟踪速率
10位 3125 rps CLKIN = 10.24 MHz 2500 CLKIN = 8.192 MHz 12位 1250 rps CLKIN = 10.24 MH
z 1000 CLKIN = 8.192 MHz 14位 625 rps CLKIN = 10.24 MHz 500 CLKIN = 8.192 MHz 16位 156.25 rps CLKIN = 10.24 MHz
125 CLKIN = 8.192 MHz 加速度误差
10位 30 弧分50,000 rps 2，CLKIN = 8.192 MHz 12位 30 弧分10,000 rps 2，CLKIN = 8.192 MHz 14位 30 弧分2500 rps 2，CLKIN = 8.192 MHz 16位
30 弧分125 rps 2，CLKIN = 8.192 MHz 建立时间10°阶跃输入
10位 0.6 0.9 ms 建立至±2 LSB ，CLKIN = 8.192 MHz 12位 2.2 3.1 ms 建立至±2 LSB ，CLKIN = 8.192 MHz 14位 6.5 9.0 ms 建立至±2 LSB ，CLKIN = 8.192 MHz 16位
27.5 40 ms 建立至±2 LSB ，CLKIN = 8.192 MHz 建立时间179°阶跃输入
10位 1.5 2.2 ms 建立至±2 LSB ，CLKIN = 8.192 MHz 12位 4.75 6.0 ms 建立至±2 LSB ，CLKIN = 8.192 MHz 14位 10.5 14.7 ms 建立至±2 LSB ，CLKIN = 8.192 MHz 16位
45 66 ms 建立至±2 LSB ，CLKIN = 8.192 MHz EXC 、EXC 输出
电压 3.2 3.6 4.0 V p-p 负载±100 μA ，典型差分输出(EXC 至EXC)= 7.2 V p-p 中心电压 2.40 2.47 2.53 V 频率
2 20 kHz EXC/EXC 直流失配 30 mV EXC/EXC 交流失配 100 mV
总谐波失真(THD) −58 dB 前5个谐波 基准电压源
REFOUT 2.40 2.47 2.53 V
±I OUT = 100 µA 温漂 100 ppm/°C PSRR
−60 dB CLKIN, XTALOUT 6
输入低电压V IL 0.8 V 输入高电压V IH
2.0 V
逻辑输入
输入低电压V IL 0.8 V V DRIVE = 2.7 V 至5.25 V
0.7 V V DRIVE = 2.3 V 至2.7 V 输入高电压V IH 2.0 V V DRIVE = 2.7 V 至5.25 V 7.1
V V DRIVE = 2.3 V 至2.7 V 低电平输入电流I IL (无上拉) 10 µA
低电平输入电流I IL (上拉) 80 µA RES0、RES1、RD 、WR/FSYNC 、A0、A1和RESET 引脚 高电平输入电流I IH −10 µA 逻辑输出
输出低电压V OL 0.4 V V DRIVE = 2.3 V 至5.25 V 输出高电压V OH 2.4 V V DRIVE = 2.7 V 至5.25 V 0.2
V V DRIVE = 2.3 V 至2.7 V 高电平三态漏电流I OZH −10 µA 低电平三态漏电流I OZL
10
µA
参数
条件/注释
最小值
典型值
最大值
单位
AD2S1210
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电源要求
AV DD 4.75 5.25 V DV DD 4.75 5.25 V V DRIVE 2.3 5.25 V 电源 I AVDD 12 mA I DVDD 35 mA I OVDD
2
mA
参数
条件/注释
最小值
典型值
最大值
单位
1
温度范围如下：A 、B 级：–40°C 至+85°C ；C 、D 级：–40°C 至+125°C 。
2
相对于AGND 的SIN 、SINLO 、COS 和COSLO 电压必须始终在0.15 V 至AV DD − 0.2 V 范围内。 3
角度精度参数内的所有技术规格均是在恒定速度，即零加速度下进行测试。 4
速度精度规格包括速度失调和动态纹波。 5
例如，当RES0 = 0且RES1 = 1时，位置输出的分辨率为12位。速度输出的分辨率为11位，MSB 表示旋转方向。本例中，对于8.192 MHz 的CLKIN 频率，速度LSB 为0.488 rps ，即1000 rps/(211)。 6
AD2S1210的时钟频率可以利用晶振提供，或者直接来自DSP/微控制器数字输出。当使用直接来自DSP/微控制器的单端时钟信号时，XTALOUT 引脚应保持开路，逻辑电平采用表1逻辑输入参数下所列的值。
AD2S1210
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