《電子技術(shù)應(yīng)用》
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Easy Drive? ADC 簡化高阻抗傳感器的測量

2021-01-04
作者:ADI公司 Power by Linear 科學專家 Mark Thoren
來源:ADI公司
關(guān)鍵詞: ADI ADC 傳感器 測量

增量累加ADC憑借高準確度和很強的抗噪聲性能,,非常適合用來直接測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,、微功率信號調(diào)理電路,。LTC2484增量累加轉(zhuǎn)換器系列通過平衡輸入電流解決了這個問題,從而簡化了信號調(diào)理電路或者不再需要這種電路,。增量累加ADC的常見應(yīng)用是熱敏電阻器測量,。圖1顯示了直接測量高達100kΩ的熱敏電阻器時 LTC2484的連接方式。數(shù)據(jù)I/O通過標準SPI接口連接,,每個輸入的采樣電流約為:

       

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其中

     

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或者當 VREF 為 5V,、兩個輸入都接地時,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。如果基準電阻器 R1 和 R4 是準確相等的,,那么輸入電流為零,,不產(chǎn)生誤差。如果基準電阻器的容限為 1%,那么由于共模電壓的輕微漂移,,所測得電阻的最大誤差為 1.6Ω,遠遠小于基準電阻器本身 1% 的誤差,。這個解決方案無需放大器,,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端,則可以簡化配線,。如果這個電路使用時沒有緩沖,,那么不斷變化的共模電壓導致在所測得的電阻中產(chǎn)生 3.5kΩ滿標度誤差。

圖 3 顯示了怎樣將功率非常低,、帶寬非常小的運算放大器連接到 LTC2484,。就電源電流為1.5μA 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 150μV,,開環(huán)增益為 100,000,但是其 2kHz 帶寬使該器件不適合驅(qū)動常規(guī)增量累加 ADC,。增加一個 1kΩ,、0.1μF 濾波器可提供一個供應(yīng) LTC2484 瞬時采樣電流的電荷庫,從而解決了這個問題,,同時 1kΩ電阻器隔離了電容性負載和 LT1494,。不要嘗試用普通的增量累加 ADC 這么做,因為在圖 3 所示電路中,,性能規(guī)格與 LTC2484 系列類似的 ADC 之采樣電流會產(chǎn)生 1.4mV 偏移和 0.69mV 滿標度誤差,。LTC2484 均衡的輸入電流允許通過在 IN– 端放置一個相同的濾波器,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,,噪聲為 600nVRMS


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