《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Easy Drive ADC 簡(jiǎn)化高阻抗傳感器的測(cè)量

2018-05-24
作者:Mark Thoren
關(guān)鍵詞: ADC 信號(hào)調(diào)理 LTC2484

  增量累加 ADC 憑借高準(zhǔn)確度和很強(qiáng)的抗噪聲性能,,非常適合用來(lái)直接測(cè)量很多類型的傳感器。然而,,輸入采樣電流可能壓垮高源阻抗或低帶寬,、微功率信號(hào)調(diào)理電路。LTC2484增量累加轉(zhuǎn)換器系列通過(guò)平衡輸入電流解決了這個(gè)問(wèn)題,,從而簡(jiǎn)化了信號(hào)調(diào)理電路或者不再需要這種電路,。增量累加 ADC 的常見(jiàn)應(yīng)用是熱敏電阻器測(cè)量。圖 1 顯示了直接測(cè)量高達(dá) 100kΩ的熱敏電阻器時(shí) LTC2484 的連接方式,。數(shù)據(jù) I/O 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) SPI 接口連接,,每個(gè)輸入的采樣電流約為:

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  其中

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  或者當(dāng) VREF 為 5V、兩個(gè)輸入都接地時(shí),,約為 1.67μA,。

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  圖 1:LTC2484 的連接方式

  4-WIRE SPI INTERFACE:4 線 SPI 接口

  圖 2 顯示怎樣平衡熱敏電阻器,以便最大限度減小 ADC 輸入電流,。如果基準(zhǔn)電阻器 R1 和 R4 是準(zhǔn)確相等的,,那么輸入電流為零,不產(chǎn)生誤差,。如果基準(zhǔn)電阻器的容限為 1%,,那么由于共模電壓的輕微漂移,所測(cè)得電阻的最大誤差為 1.6Ω,,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于基準(zhǔn)電阻器本身 1% 的誤差,。這個(gè)解決方案無(wú)需放大器,,從而非常適合微功率應(yīng)用。

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  圖 2:位于中間的傳感器

  也許需要將傳感器的一端接地,,以降低拾取的噪聲,,或者如果傳感器在遠(yuǎn)端,則可以簡(jiǎn)化配線,。如果這個(gè)電路使用時(shí)沒(méi)有緩沖,,那么不斷變化的共模電壓導(dǎo)致在所測(cè)得的電阻中產(chǎn)生 3.5kΩ滿標(biāo)度誤差。

  圖 3 顯示了怎樣將功率非常低,、帶寬非常小的運(yùn)算放大器連接到 LTC2484,。就電源電流為1.5?A 的放大器而言,LT1494 有非常出色的 DC 性能規(guī)格,,最大失調(diào)電壓為 150?V,,開(kāi)環(huán)增益為 100,000,但是其 2kHz 帶寬使該器件不適合驅(qū)動(dòng)常規(guī)增量累加 ADC,。增加一個(gè) 1kΩ,、0.1?F 濾波器可提供一個(gè)供應(yīng) LTC2484 瞬時(shí)采樣電流的電荷庫(kù),從而解決了這個(gè)問(wèn)題,,同時(shí) 1kΩ電阻器隔離了電容性負(fù)載和 LT1494,。不要嘗試用普通的增量累加 ADC 這么做,因?yàn)樵趫D 3 所示電路中,,性能規(guī)格與 LTC2484 系列類似的 ADC 之采樣電流會(huì)產(chǎn)生 1.4mV 偏移和 0.69mV 滿標(biāo)度誤差,。LTC2484 均衡的輸入電流允許通過(guò)在 IN- 端放置一個(gè)相同的濾波器,輕松消除這些誤差,。

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  圖 3:接地的,、有緩沖的傳感器

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  圖 4:LTC2484 演示電路板

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  圖 5:LTC2484 演示軟件屏幕截圖,偏移為微伏級(jí),,噪聲為 600nVRMS


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