ZHCSF35D October   2014  – February 2025 PGA300

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1  绝对最大额定值
    2. 5.2  ESD 等级
    3. 5.3  建议运行条件
    4. 5.4  热性能信息
    5. 5.5  电气特性：反向电压保护
    6. 5.6  电气特性：稳压器
    7. 5.7  电气特性：内部基准
    8. 5.8  电气特性：电桥传感器电源
    9. 5.9  电气特性：外部温度传感器电源
    10. 5.10 电气特性：内部温度传感器
    11. 5.11 电气特性：P 增益级（斩波稳定）
    12. 5.12 电气特性：P 模数转换器
    13. 5.13 电气特性：T 增益级（斩波稳定）
    14. 5.14 电气特性：T 模数转换器
    15. 5.15 电气特性：DAC 输出
    16. 5.16 电气特性：DAC 增益级
    17. 5.17 电气特性：诊断
    18. 5.18 电气特性：单线制接口
    19. 5.19 电气特性：EEPROM（非易失性存储器）
    20. 5.20 电气特性：电源电流
    21. 5.21 电气特性：时序
    22. 5.22 电气特性：精度
    23. 5.23 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1  反向电压保护电路
      2. 6.3.2  线性稳压器
      3. 6.3.3  内部基准
        1. 6.3.3.1 高电压基准
        2. 6.3.3.2 精确基准
      4. 6.3.4  电阻式电桥的电桥传感器电源（BRG+ 到 BRG-）
      5. 6.3.5  用于外部温度传感器的 ITEMP 电源
      6. 6.3.6  内部温度传感器
      7. 6.3.7  压力测量信号链
        1. 6.3.7.1 P 增益级
        2. 6.3.7.2 P 模数转换器
          1. 6.3.7.2.1 用于 P ADC 的 P Σ-Δ 调制器
          2. 6.3.7.2.2 用于 P ADC 的 P 抽取滤波器
      8. 6.3.8  温度测量信号链
        1. 6.3.8.1 T 增益级
        2. 6.3.8.2 T 模数转换器
          1. 6.3.8.2.1 用于 T ADC 的 T Σ-Δ 调制器
          2. 6.3.8.2.2 用于 T ADC 的 T 抽取滤波器
      9. 6.3.9  DAC 输出
        1. 6.3.9.1 比例式输出模式与绝对输出模式
      10. 6.3.10 DAC 增益级
      11. 6.3.11 数字补偿和滤波器
        1. 6.3.11.1 数字增益和偏移补偿
        2. 6.3.11.2 温度和非线性补偿
          1. 6.3.11.2.1 在没有 TC 和 NL 补偿的情况下运行
          2. 6.3.11.2.2 使用内部温度传感器实现温度补偿
        3. 6.3.11.3 钳位
        4. 6.3.11.4 数字 IIR 滤波器
          1. 6.3.11.4.1 滤波器系数
            1. 6.3.11.4.1.1 无滤波
            2. 6.3.11.4.1.2 P ADC 采样率 = 128µs 的滤波器系数
      12. 6.3.12 诊断
        1. 6.3.12.1 电源诊断
        2. 6.3.12.2 信号链诊断
          1. 6.3.12.2.1 P 增益和 T 增益输入诊断
          2. 6.3.12.2.2 P 增益和 T 增益输出诊断
          3. 6.3.12.2.3 屏蔽信号链诊断
        3. 6.3.12.3 故障检测时序
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 工作模式
        1. 6.4.1.1 执行模式
        2. 6.4.1.2 配置模式
      2. 6.4.2 输出模式
        1. 6.4.2.1 电压输出模式
        2. 6.4.2.2 电流输出模式
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 单线制接口 (OWI)
        1. 6.5.1.1 OWI 概述
        2. 6.5.1.2 激活和停用 OWI
          1. 6.5.1.2.1 激活 OWI 通信
          2. 6.5.1.2.2 停用 OWI 通信
        3. 6.5.1.3 OWI 协议
          1. 6.5.1.3.1 OWI 帧结构
            1. 6.5.1.3.1.1 标准字段结构
            2. 6.5.1.3.1.2 帧结构
            3. 6.5.1.3.1.3 同步字段
            4. 6.5.1.3.1.4 命令字段
            5. 6.5.1.3.1.5 数据字段
          2. 6.5.1.3.2 OWI 命令
            1. 6.5.1.3.2.1 OWI 写入命令
            2. 6.5.1.3.2.2 OWI 读取初始化命令
            3. 6.5.1.3.2.3 OWI 读取响应命令
            4. 6.5.1.3.2.4 OWI EEPROM 高速缓存突发写入命令
            5. 6.5.1.3.2.5 OWI EEPROM 高速缓存突发读取命令
          3. 6.5.1.3.3 OWI 运营
            1. 6.5.1.3.3.1 写入操作
            2. 6.5.1.3.3.2 读取操作
            3. 6.5.1.3.3.3 EEPROM 高速缓存突发写入
            4. 6.5.1.3.3.4 EEPROM 高速缓存突发读取
      2. 6.5.2 存储器
        1. 6.5.2.1 EEPROM 存储器
          1. 6.5.2.1.1 EEPROM 高速缓存
          2. 6.5.2.1.2 EEPROM 编程过程
          3. 6.5.2.1.3 EEPROM 编程电流
          4. 6.5.2.1.4 EEPROM 存储器映射 CRC
      3. 6.5.3 控制和状态寄存器
  8. 7 寄存器映射
    1. 7.1 寄存器设置
    2. 7.2 控制和状态寄存器
    3. 7.3 EEPROM 寄存器
    4. 7.4 寄存器说明
      1. 7.4.1  MODE_CTRL 寄存器（CS 寄存器页面：0x0）（CS 偏移量：0x0C）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      2. 7.4.2  PADC_DATA_LSB 和 PADC_DATA_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：0x2）（CS 偏移量：0x20、0x21）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      3. 7.4.3  TADC_DATA_LSB 和 TADC_DATA_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：0x2）（CS 偏移量：0x24、0x25）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      4. 7.4.4  DAC_REG_LSB 和 DAC_REG_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：0x2）（CS 偏移量：0x30、0x31）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      5. 7.4.5  TC 和 NL 补偿系数（hx、gx、nx 和 mx）寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：请参阅 ）（EEPROM 偏移量：请参阅 ）
      6. 7.4.6  数字滤波器系数（ax 和 bx）寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：请参阅 ）（EEPROM 偏移量：请参阅 ）
      7. 7.4.7  NORMAL_LOW_LSB 和 NORMAL_LOW_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x5）（EEPROM 偏移量：0x02、0x03）
      8. 7.4.8  NORMAL_HIGH_LSB 和 NORMAL_HIGH_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x5）（EEPROM 偏移量：0x04、0x05）
      9. 7.4.9  LOW_CLAMP_LSB 和 LOW_CLAMP_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x5）（EEPROM 偏移量：0x06、0x07）
      10. 7.4.10 HIGH_CLAMP_LSB 和 HIGH_CLAMP_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x6）（EEPROM 偏移量：0x00、0x01）
      11. 7.4.11 PADC_GAIN_LSB 和 PADC_GAIN_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x6）（EEPROM 偏移量：0x02、0x03）
      12. 7.4.12 PADC_OFFSET_LSB 和 PADC_OFFSET_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x6）（EEPROM 偏移量：0x04、0x05）
      13. 7.4.13 DAC_FAULT_LSB 和 DAC_FAULT_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x9）（EEPROM 偏移量：0x02、0x03）
      14. 7.4.14 TADC_GAIN_LSB 和 TADC_GAIN_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x9）（EEPROM 偏移量：0x04、0x05）
      15. 7.4.15 TADC_OFFSET_LSB 和 TADC_OFFSET_MSB 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x9）（EEPROM 偏移量：0x06、0x07）
      16. 7.4.16 SERIAL_NUMBER_BYTE0/1/2/3 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0xA）（EEPROM 偏移量：0x00、0x01、0x02、0x03）
      17. 7.4.17 DAC_CONFIG 寄存器（CS 寄存器页面：0x2）（CS 偏移量：0x39）（EEPROM 页面：0x4）（EEPROM 偏移量：0x00）
      18. 7.4.18 OP_STAGE_CTRL 寄存器（CS 寄存器页面：0x2）（CS 偏移量：0x3B）（EEPROM 页面：0x4）（EEPROM 偏移量：0x01）
      19. 7.4.19 TEST_CTRL 寄存器（CS 寄存器页面：0x02）（CS 偏移量：0x67）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      20. 7.4.20 BRDG_CTRL 寄存器（CS 寄存器页面：0x2）（CS 偏移量：0x46）（EEPROM 页面：0x4）（EEPROM 偏移量：0x02）
      21. 7.4.21 P_GAIN_SELECT 寄存器（CS 寄存器页面：0x2）（CS 偏移量：0x47）（EEPROM 页面：0x4）（EEPROM 偏移量：0x03）
      22. 7.4.22 T_GAIN_SELECT 寄存器（CS 寄存器页面：0x2）（CS 偏移量：0x48）（EEPROM 页面：0x4）（EEPROM 偏移量：0x04）
      23. 7.4.23 TEMP_CTRL 寄存器（CS 寄存器页面：0x2）（CS 偏移量：0x4C）（EEPROM 页面：0x4）（EEPROM 偏移量：0x05）
      24. 7.4.24 TEMP_SE 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x5）（EEPROM 偏移量：0x00）
      25. 7.4.25 DIAG_ENABLE 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x8）（EEPROM 偏移量：0x04）
      26. 7.4.26 AFEDIAG_MASK 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x8）（EEPROM 偏移量：0x07）
      27. 7.4.27 AFEDIAG_CFG 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x8）（EEPROM 偏移量：0x06）
      28. 7.4.28 AFEDIAG（CS 寄存器页面：0x2）（CS 偏移量：0x5A）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      29. 7.4.29 EEPROM_LOCK 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0x8）（EEPROM 偏移量：0x05）
      30. 7.4.30 EEPROM_PAGE_ADDRESS 寄存器（CS 寄存器页面：0x5）（CS 偏移量：0x88）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      31. 7.4.31 EEPROM_CTRL 寄存器（CS 寄存器页面：0x5）（CS 偏移量：0x89）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      32. 7.4.32 EEPROM_STATUS 寄存器（CS 寄存器页面：0x5）（CS 偏移量：0x8B）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      33. 7.4.33 EEPROM_CRC 寄存器（CS 寄存器页面：0x5）（CS 偏移量：0x8A）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      34. 7.4.34 EEPROM_CRC_STATUS 寄存器（CS 寄存器页面：0x5）（CS 偏移量：0x8C）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      35. 7.4.35 EEPROM_CRC_VALUE_CALC 寄存器（CS 寄存器页面：0x5）（CS 偏移量：0x8D）（EEPROM 页面：不适用）（EEPROM 偏移量：不适用）
      36. 7.4.36 EEPROM_CRC_VALUE_USER 寄存器（CS 寄存器页面：不适用）（CS 偏移量：不适用）（EEPROM 页面：0xF）（EEPROM 偏移量：0x07）
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 线束开路诊断
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 4mA 至 20mA 电流输出
        1. 8.2.1.1 设计要求
        2. 8.2.1.2 详细设计过程
          1. 8.2.1.2.1 外部组件
          2. 8.2.1.2.2 编程和 EEPROM 设置
        3. 8.2.1.3 应用曲线
      2. 8.2.2 0V 至 10V 绝对电压输出
        1. 8.2.2.1 设计要求
        2. 8.2.2.2 详细设计过程
          1. 8.2.2.2.1 外部组件
          2. 8.2.2.2.2 编程和 EEPROM 设置
      3. 8.2.3 0V 至 5V 比例电压输出
        1. 8.2.3.1 设计要求
        2. 8.2.3.2 详细设计过程
          1. 8.2.3.2.1 外部组件
          2. 8.2.3.2.2 编程和 EEPROM 设置
    3. 8.3 电源相关建议
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
      1. 9.1.1 相关文档
    2. 9.2 商标
    3. 9.3 静电放电警告
    4. 9.4 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

6.3.11.2 温度和非线性补偿

PGA300 实现了对电桥偏移、电桥跨度和电桥非线性的三阶 TC 和 NL 补偿。方程式 4 显示了 PGA300 中实现的数字温度和非线性补偿算法：

方程式 4. DAC = (h0 + h1T + h2T2 + h3T3) + (g0 + g1T + g2T2 + g3T3) × P + (n0 + n1T + n2T2 + n3T3) × P2 + (m0 + m1T + m2T2 + m3T3) × P3

其中

  • DAC = DAC 输入端的数字补偿值
  • hx、gx、nx 和 mx 为 EEPROM 中编程的 TC 和 NL 补偿系数
  • P 为偏移和增益补偿后的压力值
  • T 为偏移和增益补偿后的温度值

方程式 4 有 16 个系数，因此至少需要 16 个不同的测量点来计算唯一一组的 16 个系数。

例如，可以在四种温度和四种不同压力下进行 16 个不同的 P ADC 和 T ADC 测量：

  • 必须将所有测量的 P 增益和 T 增益值设置为固定值。
  • 必须在每个测量点记录 P ADC 值和 T ADC 值，以便计算 16 个系数。
  • 有时在不同的温度和压力下测量 P ADC 和 T ADC 的成本可能较高。在本例中，有三种方法：
    • 使用电桥模型来估算 P ADC 和 T ADC 测量值，而不是实际测量这些值。
    • 使用批量建模，即在整个温度范围内对检测元件进行表征，并在校准前确定补偿方程的 TC 系数。在生产线上，在有限数量的温度和压力设定点进行测量，并相应地调整系数。在 E2E 社区与 TI 应用工程师探讨详情。
    • 通过减小 TC 补偿的阶数来减少系数的数量。在 E2E 社区中与 TI 应用工程师探讨使用更少系数的过程。