术语和定义

参考文献

对于相关的文件和软件，请访问：

https://www.dialog-seminile.com/configurable-mixed-signal.。

下载我们的免费格林帕克设计师软件[1]打开.gp文件[2]并查看所提出的电路设计。使用格林帕克开发工具(3.可以在几分钟内将设计冻结到您自己定制的集成电路中。yabo国际娱乐Dialog Semiconductor提供完整的申请资料库[4.]具有设计示例以及对话框IC中的功能和块的说明。

1. GreenPak Designer软件，《软件下载及用户指南》，Dialog Semiconductoryabo国际娱乐
2. AN-CM-261超重指示符.GP那格林帕克设计文件，Dialog半导yabo国际娱乐体
3. GreenPak开发工具那格林帕克开发工具网页，对话框半导体yabo国际娱乐
4. GreenPak应用笔记那格林帕克应用笔记网页，对话框半导体yabo国际娱乐
5. SLG46140V，数据表，对话半导体。yabo国际娱乐
6. SLG88103 / 4，数据表，Rail到Rail I / O 375 Na / AMP。
7. AN-1056宏电路设计ADC PWM

介绍

此应用程序的主要目标是测量对象的权重，然后在超重的情况下用警报声指示。系统的输入来自称重传感器。输入是由差分放大器放大的模拟信号。模拟信号使用ADC转换为数字信号。然后将ADC读取结果的值与设置的特定值进行比较，以便它表示所需的负载限制。如果发生超重，则警报以1 Hz的频率打开。在此应用笔记中，我们将使用应变仪作为权重传感器，SLG88104作为差分放大器，以及SLG46140V作为ADC和信号调节。可以通过施加超过所需的负载限制（60kg）来证明该系统。如果在该状态下，系统功能是正确的，则警报均具有1 Hz的频率。

设计的关键优势GreenPAK™是产品较小，成本较低，更简单，易于发展。格林帕克有一个简单的GUI接口格林帕克设计师，允许工程师快速轻松地实现新的设计并响应更改的设计要求。如果我们想进一步发展，这个解决方案是一个很好的选择。使用格林帕克使这种设计非常简单，重量轻，并且只有一个占用的小区域在大多数应用中实现它。亚博国际官网平台网址由于内部电路资源可用格林帕克，这种设计可以增强更多的功能，而无需添加太多额外的集成电路。为了验证该系统的功能，我们只需要实现设计的电路格林帕克仿真工具。

设计方法

这种设计的一个关键思想是促进数字刻度的重量校准，如下图所示。假设有四个州来描述该系统如何运作。

该系统具有典型的权重传感器部分（A），然后进行模拟到数字数据的转换。传感器通常会产生非常低电平的模拟值，并且在转换成数字信号之后可以更容易地处理。要使用的信号将具有可读数字数据。以数字形式获得的数据可以重新处理到所需的数字值（用于重或光对象）。要指出最终值的状态，我们使用蜂鸣器，但可以轻松更改。对于语音指示器，可以使用众所周知的闪烁（延迟声音指示器（B））。在该实验中，我们使用了使用惠斯通桥梁原理连接的具有四个负载电池传感器的现有量表。至于LCD已在数字尺度上，它只留下验证现有尺度生成的值。

反馈输入

该系统的输入反馈来自传感器获得的压力，以提供非常低电压形式的模拟信号，但仍然可以加工成重量尺度数据。

数字扫描传感器的最简单电路由简单的电阻器制成，其可以根据施加的重量/压力改变其电阻值。可以看到传感器电路图2.。

在这个数字秤上，我们使用了四个称重传感器。放置在秤的每个角落的传感器将为总输入提供准确的值。传感器电阻的主要部件可以组装成可以用来测量每个传感器的桥。该电路通常用于使用四个相互依赖的源的数字电路中。我们在实验中只使用了一个规模内嵌的四个传感器，而这个规模内的预埋系统，如LCD和控制器，只是为了验证我们的设计。我们使用的电路可以在图3.。

惠斯通电桥通常用于校准测量仪器。惠斯通电桥的优点是它可以测量毫欧姆范围内的非常低的值。因此，具有相当低电阻传感器的数字秤是非常可靠的。我们可以看到公式和惠斯顿电桥电路图4.。

因为电压如此小，所以我们需要仪表放大器，使得电压足够放大以通过控制器读取。

从输入仪表放大器获得的反馈电压被加工成可以由控制器读取的电压（在该设计中0到5伏）。我们可以通过在SLG88104电路中设置增益电阻来适当调整增益。图5.显示了用于确定SLG88104电路输出电压的公式。

由此公式描述增益关系。如果增益电阻的值增加，那么获得的增益将会降低，反之，如果增益电阻的值降低。即使数值的增加或减少很小，输出响应也会非常突出。数字秤对输入变得更加敏感(只有很小的重量，值就会发生巨大的变化)，反之亦然，如果增加的灵敏度降低。这可以在结果部分中看到。

控制增益

这是一种设计，可以在通过硬件增益校准过程（增益电阻校准）后再次控制增益。根据权重传感器部分（A）设计，当从仪器放大器获得的数据时，可以再次处理数据，以便更容易地设置增益。优点是我们可以避免硬件增益电阻器变化。

在图5.如有ADC模块，有一个PGA可以在模拟值改变为数字之前调整增益。我们提供SLG88104电路的VOUT输出的输入参考。PGA增益将根据我们需要的测量来以这种方式设置。我们使用X0.25获得单端ADC模式。使用x0.25，增益不太大，即ADC转换器所获得的输入可以根据我们使用70 kg的Arduino的尝试来测量足够大或最大程度的重量。之后，我们使用与CNT2计数器的比较数据作为ADC比较器，因此我们可以使用声音指示器了解更改。技巧是通过CNT2值的校准变化进行的比较器，使重量> 60千克，然后DCMP0的输出为“1”。声音指示灯将使用块延迟声音指示器以预定频率亮起，使得当时间为0.5秒时，块将是逻辑“1”。延迟我们可以设置CNT0计数器数据调整500 ms的输出周期。

低通滤波器

优选过滤差分放大器输出信号。它有助于拒绝干扰并降低宽带噪声。实现的低通滤波器（LPF）降低了不必要的噪声。这种简单的低通滤波器电路由具有负载串联的电阻以及与负载并联的电容器组成。一些实验表明，在频谱分析期间在具有32.5-37.5Hz通带的带通滤波器中检测到噪声分量。截止频率，f_CO.，通过使用公式1.75f将LPF设定为20Hz_CO.，= F._峰。通常，电容器应该非常小，例如100μF。

获得r =80Ω。

GreenPAK设计组件

我们可以从中看到图8.绿色p包含我们需要ADC模块的组件，以及用于等待时间的计数器。

在ADC模块部分中，PGA增益可以根据需要降低或增加增益。PGA增益具有与SLG88104电路中的增益电阻相同的功能。

通过ADC获得的输出数据，通过添加或减小计数器数据值来以校准数据以这样的方式排列。我们可以根据我们创建的硬件和要输出的适当重量的硬件设置它。对于此演示，我们可以获得并将计数器数据值设置为250，持续60千克。

等待时间的计数器是CNT0。CNT0上的计数器数据将确定声音指示灯将持续多长时间。我们可以根据需要设置此值。对于此演示，我们使用数据计数器3125进行0.5秒。

我们使用LUT0与标准和门进行比较，以便如果0.5秒和重量的确切时间超过60千克，则声音指示灯将发出声音。

结果

对于这个模拟，我们做了两个测试。首先，我们尝试了解电阻增益对稍后获得的输入的影响，并获得最佳匹配的增益电阻的校准值。第二个是使用SLG46140进行设计，以完善您想要获得的增益。

经过测试，我们寻找数字秤的电阻值的最高点，以最大限度地提高所创建的放大器电路的能力和所开发的数字秤的能力。通过这种设计，我们得到的最高增益电阻值为±6.8欧姆，测量的最大重量为±60 Kg。由于增益电阻的设计对所需的增益电阻也有很大的影响，因此调整增益电阻的值是相当复杂的。对于本例中使用的数字称来说，想要达到更高的重量，很难超过6.8欧姆。

没有	电阻的值	最大kg.
1	1欧姆	±0千克
2	2欧姆	±0千克
3.	4欧姆	±0千克
4.	6欧姆	±20千克
5.	6.8欧姆	±60千克

此外，从第二次测试(使用SLG46140及其功能)，您想要测量的最大重量可以使用PGA模块设置增益。我们使用增益设置x 0.25进行测试，声音指示器的触发重量为> 60kg。

基于上述结果，在功能上，数字尺度校准进展顺利。与手动硬件更改相比，这非常有助于设置放大器。我们还对尺寸的尺寸进行比较，该控制器可以调整放大器增益校准并具有ADC功能。此处提出的设计优势包括较小的物理尺寸，简单，功耗，价格和轻松可定制。

使用SLG46140的这种超重指示器是预设重量指示器的理想解决方案。对话框半yabo国际娱乐导体格林帕克使用SLG88104完成上述设计。较低的比较成本，小面积，低功率，随着易于编程的格林帕克与微控制器设计相比，这使得这是脱颖而出的。惠斯通桥，差分放大器和可调节的增益原理进行了证明。该设计示例也可以扩展到其他惠斯通桥应用，因为在极低的电阻仪器上是高度可靠的。亚博国际官网平台网址