ZHCSGA0C April 2017 – February 2023 PGA460
PRODUCTION DATA
- 1 特性
- 2 應用
- 3 說明
- 4 修訂歷史記錄
- 5 引腳配置和功能
- 6 規格
-
7 詳細說明
- 7.1 概述
- 7.2 功能方框圖
- 7.3 特性說明
- 7.4 器件功能模式
- 7.5 編程
- 7.6 寄存器映射
- 8 應用和實施
- 9 器件和文檔支持
- 10機械、封裝和可訂購信息
7.3.5 系統診斷
PGA460 器件中的系統診斷功能有助于確定換能器元件在突發期間的特性，并確定整體系統的狀態。系統應該能夠使用提供的信息來檢測換能器故障、驅動器電路故障（如果使用了變壓器，則檢測變壓器故障）、環境對系統的影響（例如冰、污垢、雪）、影響換能器運行的物體（例如施加到換能器的壓力）等。
PGA460 器件提供三種實施的系統診斷，提供的信息可用于檢測系統缺陷。這些診斷說明如下：
- 電壓診斷測量執行 BURST/LISTEN 運行命令時，僅通過監測流經 INP 引腳的電流來實現電壓診斷功能。特定突發頻率下的換能器激勵電壓會在 INP 引腳上產生電流，使用電流比較器比較該電流與基準電流，如#T4490914-17 所示。如果激勵電流超過使用 FVOLT_DEC 寄存器中的 FVOLT_ERR_TH 設置的閾值電平，則電流比較器輸出變為高電平，表明這是具有期望激勵電壓電平的正常突發。測量在突發階段開始后約 50μs 時開始，并在突發階段結束時結束。如GUID-FCDC9FE7-D63B-43FC-8447-FE69FA9311C2.html#TITLE-SLASEC8X4608 部分所述，在 IO 時間指令或 UART 接口的狀態幀中報告此診斷測量的結果。
- 使用 FVOLT_ERR_TH[2:0] 時，000b 對應于 1，111b 對應于 8。
- f(burst) 是以千赫為單位的突發頻率。
- C(INP) 是 INP 引腳上的輸入電容。
- R(INP) 是一個可選電阻器（請參閱GUID-B9FF5C83-FADD-4C3D-9B75-778EE332DC63.html#X3519），用于確保 EMI 和 ESD 穩健性。
圖 7-8 電壓診斷的方框圖
其中
在突發之前，比較器輸出應為低電平。如果輸出保持高電平，則檢測到該情況并設置診斷失敗標志
- 換能器頻率測量在記錄間隔的衰減階段，在換能器節點上執行頻率測量，以便驗證變壓器和換能器匹配的性能和正確調諧。
- 假設 FDIAG_START = 2 且 FDIAG_LEN = 1。請參閱GUID-ED773D30-2D5D-4A9D-B0E9-278B351A9705.html#TITLE-SLASEC8X3442 部分，這些 EEPROM 參數的開始時間確定為突發完成后 200μs，窗口長度為 3 個信號周期。假設工作頻率為 58kHz，信號周期為 17.24μs，因此診斷在突發完成后 200μs + 3 × 17.24μs = 251.72μs 結束。
- 對于在測量窗口中捕獲的頻率信息取平均值，并表示為 500ns 時間計數器值。可以使用#T4793009-1 計算信號頻率。 Equation5. f = 1 / (FDIAG_VAL × 500e–09)
其中
- FDIAG_VAL 是一個可使用任何器件接口提取的值。
- 如果在頻率診斷測量完成之前檢測到指定數量的物體，則不會保存頻率測量結果。這可以通過設置之前定義的診斷參數和近物體檢測的閾值設置來管理。
為了測量換能器頻率，在 EEPROM 存儲器中定義開始參數 FDIAG_START 和窗口長度參數 FDIAG_LEN。開始參數 FDIAG_START 定義頻率測量相對于突發時間結束的開始時間。診斷窗口長度參數 FDIAG_LEN 根據捕獲的信號周期設置診斷窗口的時間寬度。下面說明了一個參數配置的簡單示例：
在 PGA460 器件中實施額外的頻率誤差功能，用于表示測得的換能器頻率超出 FDIAG_ERR_TH 閾值參數設定的限制。此功能的結果在 IO 時間指令接口或 UART 接口的狀態幀中報告。更多有關報告換能器頻率誤差的信息，請參閱GUID-FCDC9FE7-D63B-43FC-8447-FE69FA9311C2.html#TITLE-SLASEC8X4608 部分。
- 衰減周期時間捕獲在記錄間隔的衰減階段，執行換能器衰減時間測量以驗證換能器是否正常運行。此診斷與換能器頻率測量相結合，通常用于超聲波系統，以便檢測超聲波換能器的外部阻擋。
衰減周期時間在數字數據路徑的輸出端測量。在突發階段完成時測量開始，只要回波電平高于由 SAT_TH 參數在 EEPROM 中定義的飽和閾值電平，就會測量衰減周期。可通過任何 PGA460 接口來提取提供的結果，而該值以 16μs 時間增量來表示。如果測得的衰減時間大于 4ms，則提取的值將為 0xFF。
- 噪聲水平測量PGA460 器件中實施的額外系統診斷是噪聲水平測量診斷。此功能的目的是評估附近的其他超聲波系統產生的周圍噪聲，以便確定干擾，以及在檢測到遠距離物體時評估本底噪聲水平。
在噪聲水平測量期間，PGA460 器件執行 LISTEN ONLY（預設 2）命令（有關該命令的詳細信息，請參閱GUID-FCDC9FE7-D63B-43FC-8447-FE69FA9311C2.html#TITLE-SLASEC8X4608 部分），在此期間不執行突發，而僅啟動記錄間隔并持續 8.192ms。在此記錄間隔期間，在數字數據路徑輸出處收集的數據將平均分為兩組，每組包含 4096 個樣本。通過執行噪聲水平測量功能測量的最終噪聲水平是兩組中較高的平均值。此值報告為最終噪聲水平測量結果。
在噪聲水平測量過程中，始終禁用非線性調節塊（通過將 SCALE_K 位設置為 0 和將 Noise_LVL 位設置為 0 來設置比例因子 EEPROM）。
#X6721 顯示了 PGA460 器件中實施的系統診斷，顯示了一個完整的物體檢測記錄周期示例。#X6721 中的數字 1、2 和 3 分別顯示了電壓診斷、換能器頻率和衰減周期測量。
圖 7-9 系統診斷示例