最近，一位客户问我他是否能够将微小型 PCB 线圈用作 LDC1000 电感至数字转换器 (LDC) 的传感元件。该 PCB 线圈在四层电路板上每一 PCB 层只要三匝，线圈直径为 2 毫米。PCB 线圈的电感太低，无法发生与 LDC1000 振动的 LC 谐振回路。由于传感器所在位置的空间很有限，因而我主张增加一个固定串联电感器来处理他的两难问题。
电感至数字转换器将外部 LC 谐振回路电路用作传感元件。该谐振回路包含一个带串联寄生电阻的电感器和一个并联电容器，如图 1 所示。
图 1：LC 谐振回路能感测导电方针的间隔
谐振回路振动频率规模受电感至数字转换器输出驱动器的驱动强度约束。要保证 LC 谐振回路的安稳振动，LDC1000 不只需求 5kHz 至 5MHz 的传感器振动频率，一起还要保证谐振等效并联电阻 (RP) 保持在 798Ω 和 3.98MΩ 之间。这些边界条件可创立各种情形，使所选传感器的阻抗不足以规划恰当的 LC 谐振回路振动器。
在经过网络分析仪丈量三匝、四层 PCB 电感器时，我发现在 5MHz 最大答应震动频率下的电感是 150nH。在该频率下，我丈量的串联电阻为 0.54Ω。
LC 谐振回路的振动频率计算公式为：
因而，需求用一个 6.8nF 的电容器将谐振回路振动频率下降至 5MHz。但是，谐振等效并联电阻的计算公式
显现：RP 只要 40.8Ω，显着低于 LDC1000 谐振回路驱动器保证安稳振动所需的 798Ω 的最小值。无法为 150nH PCB 线圈增加电容器值，因而不能发生可在 LDC1000 的 fsensor 和 RP 边界条件规模内作业的 LC 谐振回路。
为战胜这个问题，我为传感器电感器增加了一个固定串联电感器，如图 2 所示。该串联电感器可增加传感器阻抗，并且无需在不支撑的振动频率下作业。恰当的固定串联电感器包含外表装置 (SMD) 电感器与多层 PCB 线圈。串联电感器不应该作为二级传感器运用，因而有必要将其与邻近的可移动导电资料进行物理阻隔，或许运用屏蔽式 SMD 电感器。
留意，当运用固定串联电感器时分辨率会受到影响，由于组合电感中只要一部分可作为传感器运用(类似于为 AC 信号增加一个 DC 失调)。因而，您需求在轻松满意 LDC1000 边界条件的一起，让串联电感器尽量小。这样才干发生尽可能最好的分辨率。
图 2：增加一个串联电感器可增大传感器阻抗
我增加了一个选用 0603 封装的 TDK MLZ1608E4R7M 多层电感器，其具有 4.7μH 的规范电感。传感器电感器和串联固定电感器在 5MHz 下的组合电感丈量值为 5.3μH，组合串联电阻为 6.4Ω。
为取得必定裕度，我增加了一个 270pF 的谐振回路%&&&&&%器，以发生 4.2MHz 的振动频率。LC 谐振回路的谐振等效并联电阻为 3.1MΩ，彻底在 LDC1000 的规则 RP 规模内。
如果您的 LDC 规划空间有限，有必要运用支撑低电感的小尺度传感器线圈，或是您需求将小型绷簧用作传感元件，您只需求增加一个固定串联电感器就够了。这样将会在 LDC 边界条件规模内供给 LC 谐振回路振动。
