跳到主要内容GydF4y2Ba

AN-CM-308压力传感器模拟前端GydF4y2Ba

内容GydF4y2Ba

术语和定义GydF4y2Ba

AFEGydF4y2Ba模拟前端GydF4y2Ba
集成电路GydF4y2Ba集成电路GydF4y2Ba
运算放大器GydF4y2Ba运算放大器GydF4y2Ba
相对湿度GydF4y2Ba数字变阻器GydF4y2Ba

参考文献GydF4y2Ba

有关文件及软件,请浏览:GydF4y2Ba

//www.xmece.com/advanced-analog-亚博电竞菠菜productsGydF4y2Ba

下载我们的免费GydF4y2Ba格林帕克GydF4y2Ba软件设计师(GydF4y2Ba1.GydF4y2Ba]打开.gp文件的步骤[GydF4y2Ba2.GydF4y2Ba]并对所提出的电路设计进行了展望。使用GydF4y2Ba格林帕克GydF4y2Ba开发工具[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba]在几分钟内将设计冻结到您自己的定制IC中。Dialog Semiconductor提供了完整的应用程序注释库[yabo国际娱乐GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba]提供设计示例以及对话框IC内的功能和块说明。GydF4y2Ba

  1. GreenPAK设计软件GydF4y2Ba,软件下载和用户指南,对话框yabo国际娱乐GydF4y2Ba
  2. AN-CM-308压力传感器模拟前端.gpGydF4y2Ba,GydF4y2Ba格林帕克GydF4y2Ba设计文件,Dialog半导yabo国际娱乐体GydF4y2Ba
  3. GreenPAK开发工具GydF4y2Ba,GydF4y2Ba格林帕克GydF4y2Ba开发工具网页,对话半导体yabo国际娱乐GydF4y2Ba
  4. 绿百申请须知GydF4y2Ba,GydF4y2Ba格林帕克GydF4y2Ba应用说明网页,对话框yabo国际娱乐GydF4y2Ba
  5. SLG47004,数据表,对话框半导体yabo国际娱乐GydF4y2Ba

作者:Vladyslav KozlovGydF4y2Ba

介绍GydF4y2Ba

在下面的应用说明中,SLG47004被用作惠斯通电桥压力传感器的模拟前端(AFE)。两个可配置OpAmp和一个内部OpAmp,都在SLG47004内,用于创建仪表放大器。SLG47004的数字变阻器RH0和RH1用于调整AFE的增益和补偿传感器和OpAmps的偏置电压。此外,修剪程序有助于最小化由外部电阻之间的不匹配引起的误差。SLG47004的自动修剪功能简化了增益调谐和偏移补偿的过程,允许节省硬件资源,以及最小化AFE的成本。GydF4y2Ba

SLG47004允许使用和不使用内部参考源的两种不同方式连接ADC:GydF4y2Ba

  • 当外部ADC有单独的模拟参考引脚时,通常的方法是从一个电压源提供所有模拟块(传感器,ADC, DAC补偿偏置)。测量是比率的。电源电压的变化不会影响精度。GydF4y2Ba
  • 在ADC只有内部参考源的情况下,传感器和DAC的电源电压必须稳定且恒定。这就是为什么在这种情况下,必须使用SLG47004的内部缓冲Vref。GydF4y2Ba

AFE没有内部电压参考源GydF4y2Ba

无内部参考电压的AFE硬件设置GydF4y2Ba

图1GydF4y2Ba显示了带有ADC的MCU模拟前端的原理图,它有一个外部模拟参考选项。传感器,ADC参考,DAC (RGydF4y2Badiv1GydF4y2BaRH0, RGydF4y2Badiv2GydF4y2Ba和斩波ACMP参考从一个电压源供电:Van。这些成分的特性可以在GydF4y2Ba表1GydF4y2Ba. 本例中使用了霍尼韦尔公司的压力传感器(NSCSDRN060MD)。GydF4y2Ba

P98L3#yIS1GydF4y2Ba
图1:惠斯通电桥传感器的模拟前端GydF4y2Ba

在GydF4y2Ba图1GydF4y2BavGydF4y2Ba一GydF4y2Ba为模拟元件的电源电压。vGydF4y2Ba一GydF4y2Ba过滤VGydF4y2BaDDGydF4y2Ba电压。无压力传感器的输出等于(VGydF4y2Ba一GydF4y2Ba/ 2±VGydF4y2Ba奥苏桥GydF4y2Ba),其中VGydF4y2Ba奥苏桥GydF4y2Ba是电桥偏移电压。由于传感器上的力可以在两个方向上施加,因此传感器的输出可以高于或低于零点(VGydF4y2Ba一GydF4y2Ba/ 2±VGydF4y2Ba奥苏桥GydF4y2Ba).因此AFE必须对传感器零点和实际输出之间的输出信号进行差分放大。GydF4y2Ba

可选的CGydF4y2BaFGydF4y2Ba为了消除数字变阻器的开关噪声,需要使用电容。C的值GydF4y2BaFGydF4y2Ba可以改变。GydF4y2Ba

AFE的输出电压为:GydF4y2Ba

哪里GydF4y2Ba

射频GydF4y2Ba-是用户定义的电阻,GydF4y2Ba射频GydF4y2Ba=200KΩ,本工程公差为0.5%;GydF4y2Ba

RgGydF4y2Ba–是用户定义的增益电阻器;GydF4y2Ba

VrefGydF4y2Ba-为仪表放大器的参考电压。GydF4y2Ba

元件的精度特性GydF4y2Ba

组件的精度特性如所示GydF4y2Ba表1GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

表1:组件的精度特性GydF4y2Ba
参数GydF4y2Ba
描述GydF4y2Ba
价值GydF4y2Ba
单位GydF4y2Ba
传感器特性GydF4y2Ba
ΔPGydF4y2Ba
压力范围GydF4y2Ba
±6.0GydF4y2Ba
kPaGydF4y2Ba
KVGydF4y2Ba出GydF4y2Ba
满标度跨度系数GydF4y2Ba
±2.46(最小值),±2.60(典型值),±2.8(最大值)GydF4y2Ba
mV / VGydF4y2Ba
KGydF4y2Baos_outGydF4y2Ba
零偏置系数GydF4y2Ba
±0.075GydF4y2Ba
mV / VGydF4y2Ba
3.3 V DC下的传感器特性GydF4y2Ba
ΔVGydF4y2Ba出GydF4y2Ba
输出电压范围GydF4y2Ba
±8.1 (min),±8.58 (typ),±9.2 (max)GydF4y2Ba
mVGydF4y2Ba
vGydF4y2Ba奥苏桥GydF4y2Ba
零偏置GydF4y2Ba
±0.248(最大值)GydF4y2Ba
mVGydF4y2Ba
dVGydF4y2Ba奥苏桥GydF4y2Ba/dTGydF4y2Ba
偏移温度漂移(T = 0 to 50°C)GydF4y2Ba
±0.6(最大值)GydF4y2Ba
%FSSGydF4y2Ba
放大器的特点GydF4y2Ba
vGydF4y2Ba操作系统GydF4y2Ba运算放大器GydF4y2Ba
输入失调电压GydF4y2Ba
1.0 (max)GydF4y2Ba
mVGydF4y2Ba
dVGydF4y2Ba操作系统GydF4y2Ba运算放大器GydF4y2Ba/dTGydF4y2Ba
随温度偏移GydF4y2Ba
5 (max)GydF4y2Ba
µV/°CGydF4y2Ba
ΔRGydF4y2BaintGydF4y2Ba
内部R1, R2, R3, R4电阻不匹配GydF4y2Ba
0.05GydF4y2Ba
%GydF4y2Ba
数码可变电阻特性GydF4y2Ba
RH1,RH2GydF4y2Ba
数字变阻器电阻GydF4y2Ba
80 (min), 100 (typ), 120 (max)GydF4y2Ba
kOhmGydF4y2Ba
NGydF4y2Ba水龙头GydF4y2Ba
数量的水龙头GydF4y2Ba
1024GydF4y2Ba
FGydF4y2BaChACMPGydF4y2Ba
斩波比较器开关频率GydF4y2Ba
10GydF4y2Ba
千赫GydF4y2Ba
vGydF4y2BaCh_offsetGydF4y2Ba
设置激活时的斩波比较器偏移GydF4y2Ba
300(最大值)GydF4y2Ba
µVGydF4y2Ba
DNLGydF4y2Ba
微分非线性(最大值)GydF4y2Ba
1.GydF4y2Ba
LSBGydF4y2Ba
αR(T)GydF4y2Ba
标称电阻温度系数GydF4y2Ba
One hundred.GydF4y2Ba
ppm/°CGydF4y2Ba
高清缓冲特性GydF4y2Ba
vGydF4y2Baos_HD_BufGydF4y2Ba
高清缓冲区偏移量GydF4y2Ba
±3(最大),T=25°CGydF4y2Ba
mVGydF4y2Ba
ΔVGydF4y2Ba出GydF4y2Ba(一)GydF4y2Ba
高清缓冲负载调节在IGydF4y2Ba负载GydF4y2Ba马= 2GydF4y2Ba
2.GydF4y2Ba
mVGydF4y2Ba
外部电阻特性GydF4y2Ba
ΔRGydF4y2Ba提取GydF4y2Ba
电阻公差GydF4y2Ba
0.5和1GydF4y2Ba
%GydF4y2Ba
αRGydF4y2Ba提取GydF4y2Ba(T)GydF4y2Ba
电阻温度系数GydF4y2Ba
50GydF4y2Ba
ppm/°CGydF4y2Ba

内部GreenPAK设计和宏单元配置GydF4y2Ba

项目内部设计GydF4y2Ba

图2GydF4y2Ba显示GreenPAK Designer软件中项目的内部设计。GydF4y2Ba

P232#yIS1GydF4y2Ba
图2:项目内部设计GydF4y2Ba

放大器配置GydF4y2Ba

OpAmps配置显示在GydF4y2Ba图3GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

P237#YS1GydF4y2Ba
图3:运算放大器配置GydF4y2Ba

斩波器ACMP配置GydF4y2Ba

斩波器ACMP的通道0用于偏移校正。斩波器ACMP的通道1用于调谐AFE的增益。斩波器ACMP配置如所示GydF4y2Ba图4GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

P241#yIS1GydF4y2Ba
图4:斩波器ACMP配置GydF4y2Ba

数字变阻器配置GydF4y2Ba

数字变阻器配置如图所示GydF4y2Ba图5GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

P253 # yIS1GydF4y2Ba
图5:数字变阻器配置GydF4y2Ba

LUT配置GydF4y2Ba

LUT配置如图所示GydF4y2Ba图6GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

P257 # yIS1GydF4y2Ba
图6:LUT配置GydF4y2Ba

温度传感器配置GydF4y2Ba

温度传感器的配置如图所示GydF4y2Ba图7GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

P261#yIS1GydF4y2Ba
图7:温度传感器配置GydF4y2Ba

Oscillator0我GydF4y2Ba2.GydF4y2BaC宏单元配置GydF4y2Ba

Oscillator0我GydF4y2Ba2.GydF4y2BaC宏单元格使用默认配置。GydF4y2Ba

GPIOs配置GydF4y2Ba

GPIOs配置如中所示GydF4y2Ba图8GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

P270#yIS1GydF4y2Ba
图8:GPIOs配置GydF4y2Ba

增益电阻计算GydF4y2Ba

来计算增益电阻R的值GydF4y2BaGGydF4y2Ba必须评估仪表放大器的最小和最大增益。考虑传感器V的可能输出范围GydF4y2Ba一GydF4y2Ba·千伏GydF4y2Ba出GydF4y2Ba(电压从8.12 mV到9.24 mVGydF4y2Ba一GydF4y2Ba=3.3 V),AFE的增益可从以下等式中找到:GydF4y2Ba

哪里GydF4y2BaGain_ref_ChopACMPGydF4y2Ba–是斩波器ACMP增益调谐的参考电压(参见第节-斩波器ACMP参考源中的通道1)GydF4y2Ba4.3.3GydF4y2Ba).GydF4y2BaGain_ref_ChopACMPGydF4y2Ba= VGydF4y2Ba银两GydF4y2Ba*(3/64)或V为0.155 VGydF4y2Ba一GydF4y2Ba=3.3伏。GydF4y2Ba

参见图中所示的示意图GydF4y2Ba图1GydF4y2BavGydF4y2Ba银两GydF4y2Ba= VGydF4y2Ba一GydF4y2Ba. 因此,方程(2)可以改写为GydF4y2Ba

或GydF4y2Ba

从方程(3)可以看出,VGydF4y2Ba一GydF4y2Ba电压不影响系统的增益:GydF4y2Ba

现在可以建立函数增益=f(n)的图表,其中n–是变阻器的代码,从1到1024:GydF4y2Ba

请注意,RH最大电阻的芯片间变化范围为80 kΩ至120 kΩ。增益电阻计算应使用80 kΩ值。GydF4y2Ba

通过改变R的值GydF4y2BaGGydF4y2Ba可以匹配AFE增益从增益最小到增益最大的范围,请参阅GydF4y2Ba图9GydF4y2Ba. 如果没有RGydF4y2BaGGydF4y2Ba值以匹配所需的范围,然后选择RGydF4y2BaFGydF4y2Ba价值应该增加。对于当前示意图RGydF4y2BaFGydF4y2Ba= 200 kΩ和RGydF4y2BaGGydF4y2Ba=2.61 kΩ。GydF4y2Ba

P287 # yIS1GydF4y2Ba
图9:AFE的增益作为数字变阻器编码的函数,RGydF4y2Ba获得GydF4y2Ba = f (n)GydF4y2Ba

Vref分压器电阻计算GydF4y2Ba

要计算DAC电阻(Rdiv1, RH0, Rdiv2分压器)的值,Vref (VGydF4y2Ba公司GydF4y2Ba值)应计算。考虑AFE的最大可能增益(Gain_max = 184.2)和最大可能输入偏移量(见GydF4y2Ba图10GydF4y2Ba):GydF4y2Ba

Vref可通过V值改变GydF4y2Ba公司:GydF4y2Ba

为了求出Rdiv1, Rdiv2的值,需要解下一个方程组:GydF4y2Ba

哪里GydF4y2BaRH0GydF4y2Ba马克斯GydF4y2Ba-变阻器在最坏情况下的最大电阻GydF4y2BaRH0GydF4y2Ba马克斯GydF4y2Ba=80kΩ;GydF4y2Ba

厢式货车GydF4y2Ba–是施加在分压器上的电压。GydF4y2Ba

对于电流原理图,电阻器最接近的标准值是GydF4y2BaRgydF4y2Badiv2GydF4y2Ba=75 kΩ,GydF4y2BaRgydF4y2Badiv1GydF4y2Ba=46.4 kΩ。GydF4y2Ba

偏移误差源与偏移补偿GydF4y2Ba

要为AFE(零压力)设置零点,使用分压器(Rdiv1, RH0, Rdiv2)的电压。分压器的输出必须通过缓冲器连接到仪表放大器,以消除DAC输出电阻的影响。GydF4y2Ba

通过改变RH0的值,不仅可以补偿传感器偏移,还可以补偿OpAmps输入偏移电压。见下式。GydF4y2Ba

让我们将偏移电压添加到等式(1)中:GydF4y2Ba

哪里GydF4y2BavGydF4y2Ba操作系统GydF4y2BaOpAmp0GydF4y2Ba,GydF4y2BavGydF4y2Ba操作系统GydF4y2BaOpAmp1GydF4y2Ba,GydF4y2BavGydF4y2Baos_IntOpAmpGydF4y2Ba–是SLG47004放大器的输入偏移电压;GydF4y2Ba

vGydF4y2Ba操作系统输入缓冲区GydF4y2Ba—为缓冲输入偏置电压;GydF4y2Ba

vGydF4y2Ba操作系统GydF4y2Ba桥GydF4y2Ba–是传感器的偏移电压;GydF4y2Ba

Vcm_错误GydF4y2Ba-为内部R1、R2、R3、R4电阻和外部R不相等引起的共模电压误差GydF4y2BaFGydF4y2Ba电阻。该电压将在微调程序后补偿。GydF4y2Ba

vGydF4y2Ba公司GydF4y2Ba–是用于补偿偏移电压的分压器的偏移电压。GydF4y2Ba

请注意,偏置电压的符号被选择来表示最坏情况的误差,见GydF4y2Ba图10GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

P313 # yIS1GydF4y2Ba
图10:AFE与偏移源放置显示最坏情况GydF4y2Ba

AFE的调谐增益GydF4y2Ba

由于传感器量程可在±8.1 mV至±9.2 mV的范围内(对于VGydF4y2Ba一GydF4y2Ba= 3.3 V时,仪表放大器的增益必须调谐以覆盖AFE的全输出范围。GydF4y2Ba

SLG47004 OpAmps的线性输出摆幅从GND + 100 mV到VGydF4y2BaDDGydF4y2Ba- 100 mV。建议使用V的输出范围GydF4y2Ba银两GydF4y2Ba* (32/64) (VGydF4y2Ba银两GydF4y2Ba- - - - - - VGydF4y2Ba银两GydF4y2Ba*(3/64))为正传感器输出和从VGydF4y2Ba银两GydF4y2Ba*(32/64)至VGydF4y2Ba银两GydF4y2Ba*(3/64)用于负传感器输出。vGydF4y2Ba银两GydF4y2Ba*(3/64)是内部斩波ACMP的阈值,用于增益调谐。vGydF4y2Ba银两GydF4y2Ba*(3/64)=0.155 V的电压GydF4y2Ba银两GydF4y2Ba=3.3伏。GydF4y2Ba

系统增益和补偿偏置的整定算法GydF4y2Ba

RH0和RH1的初始值为100 KΩ(最坏情况下为80 KΩ),代码=1024。GydF4y2Ba

  • 1.GydF4y2Ba圣GydF4y2Ba步骤:补偿补偿。用零负载(空载)加载传感器。发送至SLG47004 IGydF4y2Ba2.GydF4y2BaC命令设置VGydF4y2BairtGydF4y2Ba输入0(脉冲至PT0块的Set0输入)至逻辑高电平。这将启动RH0的自动微调程序。然后我GydF4y2Ba2.GydF4y2BaC主机应清除VGydF4y2BairtGydF4y2BaSLG47004的输入0,连接到Set0输入。在自动修剪过程中,SLG47004改变RH0的值,直到AFE的输出电压达到VGydF4y2Ba银两GydF4y2Ba/2.自动微调程序结束后(PT块空闲/nActive输出的逻辑电平变高),系统为下一步做好准备。GydF4y2Ba
  • 2.GydF4y2BandGydF4y2Ba步骤:增益调谐。用规定的负载加载传感器。发送至SLG47004 IGydF4y2Ba2.GydF4y2BaC命令设置VGydF4y2BairtGydF4y2Ba输入1(脉冲至PT块的Set1输入)至逻辑高电平。这将启动RH1的自动微调程序。然后我GydF4y2Ba2.GydF4y2BaC应清除VGydF4y2BairtGydF4y2Ba连接到Set1输入的SLG47004的输入1。在此自动调整过程中,SLG47004改变RH1的值,直到AFE的输出电压达到(VGydF4y2Ba银两GydF4y2Ba*(3/64)). 自动微调程序结束后(PT块空闲/激活输出的逻辑电平变高),系统准备进行下一步。GydF4y2Ba
  • 3.GydF4y2Ba研发部GydF4y2Ba一步:抵消补偿。这一步和1是一样的GydF4y2Ba圣GydF4y2Ba步GydF4y2Ba

或者,如果需要更高的精度,考虑到以下限制,用户可以添加更多偏移/增益校准步骤:GydF4y2Ba

  • 总偏移补偿和系统增益误差的自动微调程序必须在总偏移补偿开始和结束时迭代完成。GydF4y2Ba
  • 系统总偏移量(传感器偏移量+ OpAmp1偏移量+ OpAmp2偏移量)不能大于VGydF4y2Ba传感器输出范围GydF4y2Ba/2.GydF4y2Ba

每次优化迭代后的预期增益误差显示在GydF4y2Ba表2GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

表2:自动修剪过程中AFE的预期收益GydF4y2Ba
获得GydF4y2Ba
增益误差,%GydF4y2Ba
校准器获得GydF4y2Ba
174.2GydF4y2Ba
-GydF4y2Ba
1.GydF4y2Ba圣GydF4y2Ba迭代(偏移修剪,然后增益调整)GydF4y2Ba
170.9GydF4y2Ba
1.89%GydF4y2Ba
2.GydF4y2BandGydF4y2Ba迭代(偏移修剪,然后增益调整)GydF4y2Ba
173.4GydF4y2Ba
0.49%GydF4y2Ba
3.GydF4y2Ba研发部GydF4y2Ba迭代(偏移修剪,然后增益调整)GydF4y2Ba
174.4GydF4y2Ba
0.09%GydF4y2Ba

三点之后GydF4y2Ba研发部GydF4y2Ba迭代增益误差与数字变阻器的阶跃误差有关。GydF4y2Ba

偏移补偿精度GydF4y2Ba

假设在温度=25°C时完成自动微调。仪表放大器的增益为273.3,对于代码=1024,右侧电阻为100 kΩ。GydF4y2Ba表3GydF4y2Ba显示设置零点(偏移补偿)的精度。GydF4y2Ba

表3:设置零点的精度GydF4y2Ba
参数GydF4y2Ba
价值,VGydF4y2Ba
输出传感器范围的误差%GydF4y2Ba
步近设定点(VGydF4y2Ba出GydF4y2Ba[NGydF4y2BaRH0GydF4y2Ba]–VGydF4y2Ba出GydF4y2Ba[NGydF4y2BaRH0GydF4y2Ba-1])GydF4y2Ba
(GydF4y2Ba附注1GydF4y2Ba)GydF4y2Ba
0.0006GydF4y2Ba
0.04%GydF4y2Ba
考虑变阻器DNL的设定点附近的步骤GydF4y2Ba
(GydF4y2Ba附注2GydF4y2Ba)GydF4y2Ba
0.0012GydF4y2Ba
0.08%GydF4y2Ba
考虑DNL和ACMP偏移的步长误差GydF4y2Ba
(GydF4y2Ba附注3GydF4y2Ba)GydF4y2Ba
0.0015GydF4y2Ba
0.1%GydF4y2Ba

附注1GydF4y2Ba自动微调系统的最小可实现误差为一个微调步骤(±1数字变阻器代码,参见GydF4y2Ba图11GydF4y2Ba).GydF4y2Ba

附注2GydF4y2Ba乘'步近设定值'值(VGydF4y2Ba出GydF4y2Ba[NGydF4y2Ba博士GydF4y2Ba] - VGydF4y2Ba出GydF4y2Ba[NGydF4y2Ba博士GydF4y2Ba-1] )乘以2(DNL错误)。GydF4y2Ba

附注3GydF4y2Ba将300µV的典型斩波器ACMP偏移量添加到先前的值。GydF4y2Ba

P372#yIS1GydF4y2Ba
图11偏移补偿过程的误差来源GydF4y2Ba

对于10位ADC,微调系统的最大误差为:GydF4y2Ba

请注意,这个错误值与V无关GydF4y2Ba一GydF4y2Ba电压。GydF4y2Ba

带内部电压基准源的AFEGydF4y2Ba

AFE的硬件设置与内部电压参考GydF4y2Ba

SLG47004允许从内部电压源为AFE的所有模拟组件(传感器、DAC和斩波器ACMP参考)供电,请参阅GydF4y2Ba图12GydF4y2Ba. 为此,SLG47004有一个特殊的高驱动器缓冲区(HD缓冲宏单元)。GydF4y2Ba

P380 # yIS1GydF4y2Ba
图12:模拟前端与内部电压参考GydF4y2Ba

在2.048 V电源电压下传感器的精度特性GydF4y2Ba

2.048 V电源电压下压力传感器的特性如图所示GydF4y2Ba表4GydF4y2Ba. 所有其他精度特性来自GydF4y2Ba表1GydF4y2Ba保持不变。GydF4y2Ba

表4:传感器在2.048 V电源电压下的特性GydF4y2Ba
参数GydF4y2Ba
描述GydF4y2Ba
价值GydF4y2Ba
单位GydF4y2Ba
ΔPGydF4y2Ba
压力范围GydF4y2Ba
±6.0GydF4y2Ba
kPaGydF4y2Ba
KVGydF4y2Ba出GydF4y2Ba
输出电压范围GydF4y2Ba
±5.04 (min),±5.32 (typ),±5.73 (max)GydF4y2Ba
mVGydF4y2Ba
KGydF4y2Baos_outGydF4y2Ba
零偏置GydF4y2Ba
±0.154(最大值)GydF4y2Ba
mVGydF4y2Ba
dVGydF4y2Ba奥苏桥GydF4y2Ba/dTGydF4y2Ba
偏移温度漂移(T = 0 to 50°C)GydF4y2Ba
±0.6(最大值)GydF4y2Ba
%FSSGydF4y2Ba

内部宏单元的配置GydF4y2Ba

HD缓冲区和OPAMP0VREF配置GydF4y2Ba

HD缓冲器与OpAmp0宏单元共享电压基准。注意,Vref可以独立地连接(或断开)到OpAmp0或HD缓冲宏单元。HD缓冲器和OPAMP0VREF的配置如所示GydF4y2Ba图13GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

P413#1GydF4y2Ba
图13:OpAmp Vref和HD缓冲区配置GydF4y2Ba

带2.048 V参考电压的AFE斩波器ACMP配置GydF4y2Ba

断路器ACMP配置显示在GydF4y2Ba图14GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

P427#1GydF4y2Ba
图14:AFE断路器ACMP配置与2.048 V电压参考GydF4y2Ba

基于2.048 V电压基准的AFE的增益电阻和DAC分压器计算GydF4y2Ba

考虑传感器的输出范围(V时从5.04 mV到5.73 mVGydF4y2Ba一GydF4y2Ba= 2.048 V)时,AFE的输出电压范围必须为GydF4y2Ba

使用等式(3),GydF4y2Ba

增益电阻RGydF4y2BaGGydF4y2Ba=1.33 kΩ,RGydF4y2BaFGydF4y2Ba=100 kΩ。偏移补偿的范围为VGydF4y2Ba公司GydF4y2Ba=±(177.9*0.00215)=0.382 V。分压电阻RGydF4y2Badiv1GydF4y2Ba= 21.3 kΩ, RGydF4y2Badiv2GydF4y2Ba=46.4 kΩ。HD缓冲器的偏移量为3 mV。GydF4y2Ba

软件仿真和硬件原型测试GydF4y2Ba

图15GydF4y2Ba,GydF4y2Ba图16GydF4y2Ba,GydF4y2Ba图17GydF4y2Ba,GydF4y2Ba图18GydF4y2Ba显示自动修剪过程。GydF4y2Ba图15GydF4y2Ba,GydF4y2Ba图16GydF4y2Ba,GydF4y2Ba图17GydF4y2Ba显示当脉冲在设置输入RH的持续时间小于自动修剪过程的持续时间时的情况。对于这种情况,自动修剪过程的停止条件是在2GydF4y2BandGydF4y2Ba时钟输入上升沿上/下输入发生变化的时间。请参阅数据表GydF4y2Ba以获取有关自动修剪过程的更多信息。GydF4y2Ba

如果用户保持设置输入在高水平,自动修剪系统将继续运行,输出将遵循参考点,见GydF4y2Ba图18GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

第一次自动微调迭代的最长时间为RH_代码/fGydF4y2Ba自动修剪GydF4y2Ba=511/2048=250毫秒。GydF4y2Ba

图15偏移校正过程的软件仿真结果GydF4y2Ba
图16偏置校正过程软件仿真结果放大GydF4y2Ba
P444#1GydF4y2Ba
图17:设置RH输入时的短脉冲自动修整程序GydF4y2Ba
P446#1GydF4y2Ba
图18:设置RH输入时的长脉冲自动修整程序GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

应用说明介绍了惠斯通电桥压力传感器模拟前端的设计过程。SLG47004的一个独特的自动修剪功能是用来补偿运算放大器和传感器的偏移,并调整AFE的增益。GydF4y2Ba

演示了如何计算增益和DAC电阻,以覆盖仪表放大器的全输出范围和全微调范围。GydF4y2Ba

为了达到最好的精度,建议使用偏移补偿的迭代过程,然后获得调谐。第一道工序和最后一道工序应进行补偿补偿。实际应用结果表明,3GydF4y2Ba研发部GydF4y2Ba迭代。对于本应用说明中所述的传感器和AFE,自动微调程序后的增益和偏移误差为≈传感器范围的0.1%。GydF4y2Ba