ZHCABK1A February 2022 – March 2024 ADS1119 , ADS1120 , ADS1120-Q1 , ADS112C04 , ADS112U04 , ADS1130 , ADS1131 , ADS114S06 , ADS114S06B , ADS114S08 , ADS114S08B , ADS1158 , ADS1219 , ADS1220 , ADS122C04 , ADS122U04 , ADS1230 , ADS1231 , ADS1232 , ADS1234 , ADS1235 , ADS1235-Q1 , ADS124S06 , ADS124S08 , ADS1250 , ADS1251 , ADS1252 , ADS1253 , ADS1254 , ADS1255 , ADS1256 , ADS1257 , ADS1258 , ADS1258-EP , ADS1259 , ADS1259-Q1 , ADS125H01 , ADS125H02 , ADS1260 , ADS1260-Q1 , ADS1261 , ADS1261-Q1 , ADS1262 , ADS1263 , ADS127L01 , ADS130E08 , ADS131A02 , ADS131A04 , ADS131E04 , ADS131E06 , ADS131E08 , ADS131E08S , ADS131M02 , ADS131M03 , ADS131M04 , ADS131M06 , ADS131M08
在使用长导线将电桥连接到接线端子的系统中,导线阻抗可在接线端子与电桥本身之间造成微小的压降。在上述情况下,图 6-2 中的 VEXCITATION+ ≠ VSENSE+ 并且 VEXCITATION- ≠ VSENSE-。因此,像图 6-1 中那样只是将 VEXCITATION 短接到 VREF 会导致 REFP 和 REFN 引脚之间的电压与电桥上的实际电压相比不匹配,从而导致增益误差。六线电阻式电桥除了包含信号和激励导线外,还包含两条检测线以检测这一压降。这些额外的导线将电桥顶部和底部的实际电压分别发送到 ADC 上的 REFP 和 REFN 引脚。
施加到电桥的单极激励电压 VEXCITATION 用作 ADC 电源电压 (AVDD),但不用作 ADC 基准电压 VREF。单独的检测线会使 VREF = VSENSE+ – VSENSE-,比 VEXCITATION 略小,但仍与输入电压 VIN 成比例。由于拉伸或压缩电桥电阻产生的微小变化,会使差分电桥输出电压发生变化。PGA 集成到 ADC 中,并增益该低电平信号,从而降低系统噪声并提高 ADC 满量程范围 (FSR) 的利用率。ADC 对这个经过放大的电压进行采样并对照 VREF 进行转换,该电压与 VEXCITATION 具有比例关系。在比例基准配置中,VIN 和 VREF 中的激励源噪声和漂移都是相等的,从而有效地从 ADC 输出代码中消除了这些误差。
使用比例基准和单极低电压 (≤ 5V) 电源的六线电阻式电桥测量需要:
首先,使用表 6-5 中的公式和表 6-4 中的参数,确定电桥的最大差分输出电压 VOUT(Bridge Max)。该值是电桥在正常运行条件下可以提供的最大输出电压,并对应于可以施加到电桥的最大负载 Load(Bridge Max)。如果系统不使用电桥的整个输出范围,则 VOUT(System Max) 定义的是施加到特定系统的最大差分输出信号,Load(System Max) 是对应的最大负载。例如,如果 VOUT(Bridge Max) 对应于 Load(Bridge Max) = 5kg,但系统规格只要求 Load(System Max) = 2.5kg,则 VOUT(System Max) 由方程式 42 给出:
请注意,如果 Load(System Max) = Load(Bridge Max),则 VOUT(System Max) = VOUT(Bridge Max)。
确定了 VOUT(System Max) 后,要为 ADC PGA 选择对应的增益值。放大器增益应该是仍小于 ADC FSR 的最大允许值。在某些情况下,无法选择使用整个 ADC FSR 的放大器增益。虽然这通常是分辨率和易用性之间的一种可接受的折衷,但应确保在 ADC FSR 无法最大化的情况下仍然满足所有系统要求。
接下来,确保在空载条件下 (R1 = R2 = R3 = R4),电桥共模电压 VCM(Bridge)(在表 6-5 中定义)处于 ADC 放大器共模电压 VCM(ADC) 范围内。放大器共模范围随元件不同而变化,并将根据增益设置和电源电压在数据表中进行定义。不过,定下 VCM(Bridge) = AVDD/2 这个目标是明智的选择,因为它通常处于 VCM(ADC) 范围的中间,按照之前的步骤可以实现尽可能高的增益。此外,当 VEXCITATION = AVDD 时,图 6-2 中的电桥配置会在空载条件下固定将 VCM(Bridge) 设置为 AVDD/2。
最后,如果需要校准,请按照节 5.5中的说明操作。