TI 针对秤重应用中的模数转换器解决方案

发布于：2007/7/23 9:30:15 | 532 次阅读

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    我们会在许多工业应用中见到某种形状或形式的电子秤重，而电子秤重在当今的食品行业中则更为普及。电子秤重制造商有时会开发一些专有的 ASIC，以调整模拟前端的性能，从而实现的准确度与的稳定性。然而，有些设计方法使用了标准产品、无噪声高达 23 位，可与定制解决方案的性能相媲美。
    设计秤重的主要挑战在于提供极低输入参考噪声 (RTI) 的同时对多个秤重传感器进行采样。TI 的 ADS1230、ADS1232 与 ADS1234 提供了此应用所需的较低输入参考噪声。另一个重要因素是随着时间和温度的变化，模拟电路在失调漂移和增益方面的长期稳定性。特别是因为实际传感器会存在测量范围与失调误差，并会随温度的变化而不断变化。此外，许多压力桥接传感器在外力作用下会有非线性输出。在此，必须确保放大的输入信号（单端或差动）在使用年限内的准确度。诸如 OPA335 与 INA326 仪表放大器等自动归零放大器通过实现 0.05μV/°C (OPA335) 与 0.4μV/°C (INA326) 的失调漂移即可轻松满足这些苛刻的要求。
ADS1232/1234－24位、超低噪声模数转换器
    ADS1232 与 ADS1234 是高24 位模数转换器 (ADC)。ADS1232/4 集成了板上低噪声可编程增益放大器 (PGA)、高 Δ-Σ 型 ADC 及内部振荡器，从而为包括秤重、应变计与压力传感器等在内的桥接传感器应用提供完整的前端解决方案。
    输入多路复用器可接受双通道 (ADS1232) 或四通道 (ADS1234) 差动输入。ADS1232 利用板上温度传感器监控环境温度。板上低噪声 PGA 提供 1、2、64 或 128 可选增益，从而能够支持 ±2.5V、±1.25V、±39mV 或 ±19.5mV 的满量程差动输入电压。Δ-Σ 型 ADC 包含一个 3 阶调制器和一个 4 阶数字滤波器，具备 23.5 位有效分辨率，并可支持 10SPS（同时抑制 50Hz 和 60Hz 的频率）和 80SPS 两种数据速率。ADS1232/4 可采用振荡器或晶振提供外部时钟。此外，由于 ADS1232/4 还提供内部振荡器，因此无需使用外部组件。我们可根据需要进行偏置校正，ADS1232/4 既可进入低功耗的待机模式，也可完全关闭进入断电模式。我们可通过简单的引脚驱动控制来执行 ADS1232/4 的所有功能。由于 ADS1232/4 无需对数字寄存器进行编程，因此大大简化了软件开发过程。数据通过易于隔离的串行接口输出，该串行接口可直接连接到 MSP430 或其它微控制器上。
    ADS1232 采用 TSSOP-24 封装，而 ADS1234 则采用 TSSOP-28 封装。二者完全符合 -40°C 至 +105°C 的工作温度范围规范。
§适用于桥接传感器的完整前端解决方案
§高达 23.5 的有效位
§板上低噪声 PGA
§RMS 噪声：
　　10SPS 时为 17nV (PGA = 128)
　　80SPS 时为 44nV (PGA = 128)
§增益为 64 时，无噪声分辨率可达 19.2 位
§100dB 以上可同时抑制 50Hz 与 60Hz 的频率
§灵活的时钟功能：
　　低漂移片上振荡器 (±3%)
　　可选外部晶振
§可选增益为 1、2、64 与 128
§可轻松进行比例测量－外部电压基准高达 5V
§可选 10SPS 或 80SPS 的数据速率
§具有内置温度传感器 (ADS1232) 的双通道差动输入
§四通道差动输入 (ADS1234)
§简单的串行数字接口
§电压范围：2.7V 至 5.3V
§温度范围：-40°C 到 +105°C
应用:
§秤重
§应变计
§压力传感器
§工业过程控制
OPA334/335－漂移 0.05uV/℃ 的单电源 CMOS 运算放大器
    OPA334 与 OPA335 系列 CMOS 运算放大器采用自动归零技术，同时可提供极低的失调电压（值为 5μV），而且随着时间和温度的变化，漂移接近于零。这些微型的高、低静态电流放大器具有较高的输入阻抗及轨至轨输出摆幅。可使用单电源或双电源，电压可低至 +2.7V (±1.35V)，高至 +5.5V (±2.75V)。该系列运算放大器针对低电压、单电源操作进行了专门优化。
    OPA334 系列具有断电模式。在逻辑控制下，放大器可从正常运行状态切换至电流为 2μA 的待机状态。当启用引脚连接在高侧时，放大器处于活动状态。当启用引脚连接在低侧时，放大器处于不活动状态，其输出处于高阻抗状态。
    OPA334（具有断电模式的单电源版本）采用微型 SOT23-6 封装。OPA335（不带断电模式的单电源版本）采用 SOT23-5 与 SO-8 封装。OPA2334（具有断电模式的双电源版本）采用微小型 MSOP-10 封装。OPA2335（不带断电模式的双电源版本）采用 MSOP-8 与 SO-8 封装。所有版本均符合 -40°C 至 +125°C 的工作温度范围规范。
§低失调电压：5 μV（值）
§零漂移：0.05 μV/°C（值）
§静态电流：285 μA
§单电源工作模式
§单电源与双电源版本
§断电模式
§微型封装
应用:
§变送器应用
§温度测量
§电子秤
§医疗仪表
§电池供电仪器
§手持式测试设备
INA326－精密低漂移 CMOS 仪器放大器
    INA326 与 INA327（具有断电模式）是可进行轨至轨输入与输出的高性能、低成本、高仪表放大器。它们是真正的单电源仪表放大器，具有极低 DC 误差和超出正轨与负轨之外的输入共模范围。这些特性使其适用于从通用到高的各种应用范围。
    其出色的长期稳定性与极低的 1/f 噪声可确保产品在整个使用寿命期内都具有较低的失调电压与漂移。
    INA326（不带断电模式）采用 MSOP-8 封装。INA327（带断电模式）采用 MSOP-10 封装。两款均符合 –40°C 至 +85°C 的工业温度范围规范和 –40°C 至 +125°C 的工作温度范围规范。
§高
　　低失调电压：100 μV（值）
　　低失调漂移：0.4 μV/°C（值）
　　出色的长期稳定性
　　极低的 1/f 噪声
§真正的轨至轨 I/O
　　输入共模范围：
　　　20mV 以下的负轨到 100mV 以上的正轨
　　较宽的输出摆幅：在 10mV 的轨范围内
　　电源范围：单个 +2.7V 至 +5.5V 的电源
§小尺寸
　　微小型封装：MSOP-8、MSOP-10
§低成本
应用：
§低电平变送器放大器，适用于电桥、秤重传感器、热电偶
§较宽动态范围的传感器测量
§高分辨率测试系统
§秤重
§多通道数据采集系统
§医疗仪表
§通用设备

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