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

6.1 概述

PGA300 可用于多种应用。最常见的是用于压力和温度测量。根据应用的不同，器件本身可配置为不同的模式。以下各节提供了有关这些配置的详细信息。

PGA300 是一款高精度、低漂移、低噪声、低功耗且易于编程的信号调节器器件，适用于电阻式电桥压力和温度感测应用。PGA300 采用三阶温度系数 (TC) 和非线性 (NL) 补偿算法来线性化模拟输出。PGA300 适应各种传感元件类型，如压阻、陶瓷膜和钢膜。该器件支持 1mV/V 至 135mV/V 范围内的传感器元件灵敏度。支持的典型应用有压力感测发送器、传感器、液位计、流量计、应变计、体重秤、热电偶、热敏电阻、两线制电阻温度计 (RTD) 和电阻场发送器。该器件还可用于加速计和湿度传感器信号调节应用。

PGA300 提供 2.5V、2V 和 1.25V 的电桥励磁电压，电压均与 ADC 基准电平成比例。PGA300 具有独特的单线制接口 (OWI)，支持在校准过程中通过电源线进行通信和配置。这个特性大大减少了应用所需的电线数量。

PGA300 包含两个独立的模拟前端 (AFE) 信号链；一个用于电阻式电桥输入，另一个用于温度感测输入。每个 AFE 都具有自己的增益放大器和 16 位 ADC，以 7.8kHz 的输出速率运行。电阻式电桥输入 AFE 包含一个可编程增益，具有 32 个阶跃，范围为 5V/V 至 400V/V。对于温度感测 AFE，PGA300 提供一个可提供高达 500µA 的电流源，用于可选的外部温度感测。该电流源也可用作恒流电桥励磁。温度感测 AFE 中的可编程增益具有四个阶跃，范围为 1.33V/V 至 20V/V。此外，PGA300 还集成了一个内部温度传感器，该传感器可配置为温度感测 AFE 的输入。

PGA300 中集成了一个 128 字节 EEPROM，用于根据需要存储校准系数和 PGA300 配置设置。PGA300 具有一个 14 位 DAC，后跟一个 2V/V 至 10V/V 的缓冲器增益级。该器件支持三种工业标准输出：比例电压、绝对电压以及 4mA 至 20mA 电流环路。

诊断功能监控 PGA300 的运行条件。该器件可直接由 3.3V 至 30V 电源供电，无需使用外部 LDO。PGA300 具有 –40°C 至 150°C 的宽环境工作温度范围。封装形式为 6mm × 6mm 36 引脚 VQFN。在如此小巧的封装尺寸内，PGA300 集成了电阻式电桥感测应用所需的所有功能，可极大限度缩小 PCB 面积并简化整体应用设计。