电路功用与优势
图1所示电路是一款完好的无需调度线性可变差分变压器 （LVDT）信号调度电路。该电路可准确丈量线性位移（方位）。
LVDT是高度牢靠的传感器，因为其磁芯可以无冲突滑动，而且与管内部无触摸。因而，LVDT适宜用于飞翔操控反应体系、伺服体系中的方位反应、机床中的主动丈量以及其他各种重视长时间稳定性的工业和科研机电运用中。
本电路选用 AD698LVDT信号调度器，包含一个正弦波振荡器和一个功率放大器，用于发生驱动原边LVDT的鼓励信号。 AD698还可将副边输出转化为直流电压。 AD8615轨到轨放大器缓冲 AD698的输出，并驱动低功耗12位逐次迫临型模数转化器（ADC）。体系动态规模为82 dB，带宽为250 Hz，十分适宜精细工业方位和计量运用。
选用±15 V电源供电时，体系的信号调度电路功耗仅为15 mA；选用+5 V电源供电时，功耗为3 mA。
本电路笔记评论LVDT根本操作理论和规划过程，用于优化图1中带宽给定的电路，包含噪声剖析和器材选型方面的考虑。
图1. 通用LVDT信号调度电路（原理示意图：未显现一切衔接和去耦）
电路描绘
作业原理
LVDT是肯定位移传感器，可将线性位移或方位从机械参阅点（或零点）转化为包含相位（方向）和起伏（间隔）信息的份额电信号。移动部件（探头或磁芯杆组件）与变压器之间无需电气触摸即可完结LVDT操作。它依靠电磁耦合。因为这个原因，再加上它不选用内置电子电路即可作业， LVDT被广泛用于某些环境下需求具有较长运用寿命和较高牢靠性的运用，如军事和航空航天运用。
就本电路而言，选用Measurement SpecialTIes™，Inc.的E-100 经济型LVDT传感器系列，与 AD698调配运用。E系列在整个规模内的线性度为±0.5%，适宜大多数运用在适中的作业温度环境下运用。
AD698是一款完好的LVDT信号调度子体系。它可以以较高精度和可重复性将LVDT传感器机械方位转化为单极性直流电压。一切电路功用均集成于片内。只需添加几个外部无源元件以设置频率和增益， AD698就能将原始LVDT 副边输出转化为一个份额直流信号。
AD698内置一个低失真实弦波振荡器，用来驱动LVDT原边。正弦波频率由单个电容决议，频率规模为20 Hz至20 kHz，起伏规模为2 V RMS至24 V RMS。
LVDT副边输出由两个正弦波组成，用来直接驱动 AD698。 AD698经过同步解调起伏调制输入（次级，A）和固定输入参阅电压（初级、次级求和或固定输入，B）解码 LVDT。之前解决方案的一个常见问题是驱动振荡器起伏的任何漂移都直接导致输出的增益差错。 AD698核算 LVDT输出与其输入鼓励的比值，抵消任何漂移的影响，然后消除了这些差错。该器材与AD598 LVDT信号调度器不同，它具有不同的电路传递函数，且无需LVDT次级端求和（A + B）与冲程长度坚持一致。
AD698的框图见图2。输入由两个独立的同步解调通道组成。B通道监控LVDT的驱动鼓励。C2对全波整流输出进行过滤，然后将其发给运算电路。除外部供给比较器引脚外，通道A功能完全相同。因为LVDT为空时A通道或许到达0 V输出，因而一般运用初级端电压（B通道）触发A通道的解调器。此外，或许需求相位补偿网络，以便向A通道添加相位超前或滞后，补偿LVDT初级端到次级端的相移。关于半桥电路而言，相移并不重要，且A通道电压足以触发解调器。
图2. AD698框图
两个通道都完结解调及滤波后，运用一个装备了占空比乘法器的分压电路核算A/B的比值。分压器的输出便是占空比。若A/B等于1，则占空比为100%。（若需求脉冲宽度调制输出，可运用该信号）。占空比驱动电路，调制并过滤与占空比成正比的基准电流。输出放大器调度500 μA基准电流，将其转化为电压。输出传递函数为：
器材挑选
遵从 AD698数据手册中的双电源操作（±15 V）规划程序，将鼓励频率设为2.5 kHz、体系带宽设为250 Hz、输出电压规模设为0 V至5 V。
AD698内部振荡器一般可发生少数纹波，会传递到输出端。运用无源低通滤波器下降该纹波至要求的水平。
挑选电容值以设置体系带宽时，需求作出某些权衡。挑选较小的电容值将使体系具有较高的带宽，但会添加输出电压纹波。该纹波可经过添加反应电阻两头的并联电容值得以按捺（反应电阻用于设置输出电压电平），但这样做会添加相位滞后。
AD8615运算放大器缓冲 AD698的输出，而AD698可保证以低阻抗源驱动 AD7992ADC（高阻抗源会极大地下降ADC的沟通功能）。
低通滤波器坐落 AD698的输出和 AD8615的输入之间，起到两个效果：
约束 AD8615的输入电流。
过滤输出电压纹波。
AD8615的内部维护电路使输入端得以接受高于电源电压的输入电压。这很重要，因为 AD698的输出电压可以在±15 V 的电源下摇摆±11 V。只需输入电流约束在5 mA以内，输入端便可施加更高的电压。这首要是因为 AD8615 （1 pA）具有极低的输入偏置电流，因而可运用更大的电阻。运用这些电阻会添加热噪声，导致放大器总输出电压噪声添加。
AD8615是用于缓冲并驱动12位SAR ADC AD7992输入的抱负放大器，因为它具有输入过压维护，而且具有输入端和输出端轨到轨摇摆才能。
噪声剖析
若一切信号调度器材已选定，则有必要确认转化信号所需的分辨率。好像大多数的噪声剖析相同，只需考虑几个要害参数。噪声源以RSS方法叠加；因而，只需考虑至少高于其它噪声源三至四倍的任何单个噪声源即可。
关于LVDT信号调度电路而言，输出噪声的首要来历是 AD698的输出纹波。相比之下，其他噪声源（ AD8615） 的电阻噪声、输入电压噪声和输出电压噪声）要小得多。
当电容值为0.39 μF且反应电阻两头的并联电容为10 nF（如图 3所示）时， AD698的输出电压纹波为0.4 mV rms。请注意，图1中的简化原理图并未显现这些器材以及相关的引脚衔接；但概况可拜见 AD698数据手册。
图3. 输出电压纹波与滤波器%&&&&&%的联系
可以解析出来的最大rms数现在可经过将满量程输出除以总体系rms噪声核算得到。
有用分辨率可经过以2为底数，对总rms数求对数而取得。
从有用分辨率中减去2.7位，即可得到无噪声码分辨率：
无噪声码分辨率= 有用分辨率 − 2.7位
体系的总输出动态规模可这样核算：将满量程输出信号（5 V） 除以总输出均方根噪声（0.4 mV rms），然后转化为dB，其成果约等于82 dB。
AD7992作为此运用的杰出备用器材，与3.4 MHz串行时钟合作运用时，具有12位分辨率和每通道188 kSPS的采样速率。
相位滞后/超前补偿
AD698将回来信号与初级端参阅振荡器的输入相乘，并经过解调发生输出信号。少数的相移就会导致很多的线性差错，对输出而言便是欠冲。
相位超前网络可补偿E-100系列LVDT中初级到次级的−3°相移。图4显现了两种不同的相位补偿网络。
图4. 相位滞后/超前网络
为适宜的网络选取元件值时，重要的是需注意RS 和R T 有用地构成了一个电阻分压器，在鼓励信号到达 AD698的 ±ACOMP输入之前下降其起伏。这表明R T 需比RS 大得多。滞后/超前电路还给鼓励输出添加负载，因而主张选用较大的电阻值。最终目标是以较小的起伏下降，在 AD698ACOMP输入端到达所需的相位滞后/超前。
依据下列等式可算出相位滞后/超前的量：
测验成果
运用衔接J3的Measurement SpecialTIes，Inc. E-100经济型LVDT，并经过数字示波器监控 EVAL-CN0301-SDPZ评价板上 AD698J6的输出，则实践输出纹波为6.6 mV p-p，如图5所示。
图5. 低通滤波器处理前的输出电压纹波
AD698输出和 AD8615输入之间的低通滤波器（3 kΩ、0.01 μF） −3 dB带宽为5.3 kHz，并可将纹波下降至2 mV p-p。
因为低通滤波器坐落 AD698输出级和 AD8615输入级之间，数据便可从 EVAL-CN0301-SDPZ评价板搜集，如图6所示。
图6. CN-0301评价软件屏幕截图
AD698的纹波衰减至2 mV p-p，而且体系可取得11位无噪声代码分辨率。
有关本电路笔记的完好规划支撑包，请参阅 http://www.analog.com/CN0301-DesignSupport。
飞翔操控外表方位反应中的运用
在美国，无人驾驶飞翔器（UAV），或称无人驾驶飞机，正在国家安全方面扮演着越来越重要的人物。这些高科技、杂乱的高空作业渠道受控于数英里外的人员，而且支撑多任务。它们含有比如空中侦查、作战兵器渠道、战场战区指挥和操控监督或无人空中加油站等功用。
UAV上这种杂乱的体系选用很多电子传感器，用于准确操控和反应。若要操控UAV的高度（俯仰、翻滚和偏航），则需运用执行器对飞翔操控外表施加效果力。这些执行器能否对方位完成准确丈量关于坚持正确的飞翔途径十分要害。
用于丈量执行器方位的传感器需求满意三个根本规范：精度高、牢靠性高和重量轻。由Measurement SpecialTIes，Inc. 公司规划的LVDT可满意悉数三个特点。
多LVDT同步作业
在许多运用中，将很多LVDT近间隔运用，如多计数丈量。若这些LVDT以类似的载波频率运转，杂散磁耦合或许导致拍频。发生的拍频或许会影响这些条件下的丈量精度。为防止这种状况，一切LVDT均同步作业。
EVAL-CN0301-SDPZ 评价板经装备后（选用短路跳线衔接跳线JP1和JP3，而且不衔接JP4），可在两个LVDT之间构成一个主振荡器。 每个LVDT原边均以其本身的功率放大器驱动，以便在 AD698器材之间同享热负载。
常见改变
选用的器材针对最大5 V的 AD698单极性输出优化；但也能用其它组合替换。
其它适用的单电源放大器包含 AD8565 和 AD8601。因为具有输入过压维护以及输入端和输出端的轨到轨摇摆才能，这些放大器是 AD8615适宜的替代品。若需选用双电源作业，则主张运用 ADA4638-1或 ADA4627-1。
AD7321是一款双通道、双极性输入、12位ADC，支撑高达±10 V的真实双极性模仿输入信号。若AD698输出±10 V双极性信号，则主张运用 AD7321。
