電路功能及優(yōu)點(diǎn)
該電路是一個(gè)電子秤系統(tǒng),它使用AD7190,超低噪聲,與內(nèi)部PGA的24位Σ-Δ型ADC。在AD7190簡(jiǎn)化了電子秤的設(shè)計(jì),因?yàn)樵撓到y(tǒng)的大部分組成部分,包括在芯片上。
在AD7190保持了完整的輸出數(shù)據(jù)率范圍從4.7赫茲的良好表現(xiàn),至4.8千赫,這使得它能夠被用來(lái)在權(quán)衡,在更高的速度隨著經(jīng)營(yíng)規(guī)模的低速稱重系統(tǒng),如圖
電路描述
由于AD7190提供了一個(gè)集成解決方案,電子磅秤,它可直接向負(fù)載細(xì)胞。唯一所需的外部元件的模擬輸入和EMC的目的,參考引腳電容一些過(guò)濾器。從稱重傳感器的低電平信號(hào)被放大了AD7190的內(nèi)部,操作與128增益。從AD7190的轉(zhuǎn)換,然后發(fā)送到其中的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為重量和LCD上顯示的微控制器。
圖2顯示了實(shí)際的測(cè)試設(shè)置。因?yàn)檫@使系統(tǒng)性能優(yōu)化。負(fù)載有兩個(gè)意義引腳,除了激發(fā),地和兩個(gè)輸出連接。其傳感引腳連接到偏高和偏低的惠斯登電橋。兩端的電壓橋由此,可以準(zhǔn)確測(cè)量無(wú)論壓降由于布線電阻。此外,AD7190擁有差分模擬輸入,并接受差分基準(zhǔn)。負(fù)載感應(yīng)線連接到AD7190的基準(zhǔn)輸入創(chuàng)建一個(gè)比例配置,,在電源電壓低激發(fā)頻率的變化。此外,它消除了對(duì)精密基準(zhǔn)的必要性。有了一個(gè)4線負(fù)載,檢測(cè)引腳不存在,和ADC的參考引腳連接到激勵(lì)電壓和地面。有了這項(xiàng)安排,該系統(tǒng)是不完全成比例,因?yàn)閷⒂幸粋€(gè)激勵(lì)之間的電壓,由于導(dǎo)線電阻感+電壓下降。也將有一個(gè)電壓降由于電線偏低阻力。
在AD7190具有獨(dú)立的模擬和數(shù)字電源引腳。在模擬部分供電,必須從5 V的數(shù)字電源是模擬電源,可獨(dú)立之間的任何電壓2.7 V和5.25 V的微控制器采用3.3 V電源供應(yīng)。因此,供電的DVDD也從3.3五,這簡(jiǎn)化了ADC和微控制器之間的接口,因?yàn)闊o(wú)需外部電平轉(zhuǎn)換是必需的。
在AD7190具有獨(dú)立的模擬和數(shù)字電源引腳。在模擬部分供電,必須從5 V的數(shù)字電源是模擬電源,可獨(dú)立之間的任何電壓2.7 V和5.25 V的微控制troller采用3.3 V電源供應(yīng)。因此,供電的DVDD也從3.3五,這簡(jiǎn)化了ADC和微控制器之間的接口,因?yàn)闊o(wú)需外部電平轉(zhuǎn)換是必需的。
圖3顯示了AD7190的均方根噪聲為不同的輸出數(shù)據(jù)速率時(shí)的增益等于128。這個(gè)情節(jié)表明,作為輸出數(shù)據(jù)速率增加RMS噪聲增加。不過(guò),該器件都保持在完整的輸出數(shù)據(jù)速率范圍內(nèi)有良好的噪聲性能。
如果用2公斤稱重傳感器的靈敏度為2 mV / V是用,從稱重傳感器全面的信號(hào)是10毫伏當(dāng)激勵(lì)電壓為5伏特有稱重傳感器有一個(gè)相互抵消,去皮,與它關(guān)聯(lián)。這去皮可以有一個(gè)幅度是50%的稱重傳感器滿量程輸出信號(hào)。該傳感器還具有增益誤差可達(dá)到± 20%滿量程。有些客戶使用一個(gè)DAC,以消除或空皮重。當(dāng)AD7190采用5 V基準(zhǔn),其模擬輸入范圍為± 40等于當(dāng)增益設(shè)置為128和兩極的部分是操作配置毫伏。寬闊的AD7190的模擬輸入范圍相對(duì)于稱重傳感器滿量程信號(hào)(10毫伏)是有益的,因?yàn)樗WC了偏移和增益的稱重傳感器誤差不超載ADC的前端。
在AD7190具有8.5納伏均方根噪聲當(dāng)輸出數(shù)據(jù)速率為4.7赫茲。在無(wú)噪聲計(jì)數(shù)值等于
其中6.6因素轉(zhuǎn)化為一個(gè)峰值到峰值電壓的電壓。
,因此,等于
該決議是無(wú)噪音等于
在實(shí)踐中,稱重傳感器本身將介紹一些噪音。此外,還有一些時(shí)間和溫度漂移由于隨著AD7190的漂移傳感器。要確定整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,電子秤可以連接到PC通過(guò)USB連接器。利用LabVIEW軟件,該電子秤系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估。圖4顯示輸出性能的測(cè)量時(shí),一公斤重的稱重傳感器和500轉(zhuǎn)換放置聚集。該系統(tǒng)的噪聲計(jì)算軟件為12和88納伏均方根納伏峰峰值。這相當(dāng)于113 600無(wú)噪音的罪名,或16.8無(wú)噪聲碼位的分辨率。
圖5顯示了在重量方面的表現(xiàn)。在輸出峰值到峰值的變化是在500碼0.02克。因此,電子秤系統(tǒng)達(dá)到了0.02克的準(zhǔn)確性。
情節(jié)顯示實(shí)際(原)轉(zhuǎn)換讀回時(shí),從稱重傳感器連接AD7190。在實(shí)踐中,一個(gè)數(shù)字后過(guò)濾器用于在稱重系統(tǒng)。額外的平均是在后進(jìn)行篩選,將進(jìn)一步提高在數(shù)據(jù)傳輸速率的降低為代價(jià),無(wú)噪聲計(jì)數(shù)的數(shù)量。
在AD7190是一個(gè)高端高精度ADC的秤。其他合適的ADC和AD7191是AD7192。在AD7192的引腳對(duì)引腳與AD7190兼容。但是,它的均方根噪聲略高。在AD7192具有的均方根噪聲為11納伏輸出數(shù)據(jù)速率為4.7赫茲,而AD7190具有8.5均方根噪聲輸出數(shù)據(jù)速率在納伏。 AD7191是引腳的可編程器件。它有四個(gè)輸出的數(shù)據(jù)傳輸速率和4個(gè)增益設(shè)置。由于其引腳可編程性和簡(jiǎn)化的功能集,它是一個(gè)易于使用的設(shè)備。其均方根噪聲為AD7192的均方根噪聲一樣。
對(duì)于中端電子磅秤時(shí),AD7799的是一個(gè)合適的設(shè)備。在一個(gè)輸出數(shù)據(jù)率4.17赫茲時(shí),AD7799的有27個(gè)納伏RMS噪聲。
最后,低端電子磅秤時(shí),AD7798,AD7781和AD7780是合適的設(shè)備。該AD7798具有相同的功能作為AD7799的設(shè)置。在4.17赫茲,其均方根噪聲為40 NV的交易。 AD7780和AD7781的有一個(gè)差分模擬輸入和引腳可編程,允許輸出數(shù)據(jù)為10赫茲和1760赫茲和1或128的增益率。在納伏均方根噪聲為44時(shí),輸出數(shù)據(jù)速率為10赫茲。