ZHCUB80C August   2004  – July 2023 PGA309

 

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  2.   使用前必读
    1.     关于本手册
    2.     德州仪器 (TI) 相关文档
    3.     如果您需要协助
    4.     注意事项和警告信息
    5.     FCC 警告
    6.     商标
  3. 1引言
    1. 1.1  PGA309 功能说明
    2. 1.2  传感器误差调整范围
    3. 1.3  增益调节
    4. 1.4  失调电压量调整
    5. 1.5  电压基准
    6. 1.6  传感器激励和线性化
    7. 1.7  使用 ADC 进行温度检测
    8. 1.8  外部 EEPROM 和温度系数
    9. 1.9  故障监测
    10. 1.10 过量程和欠量程限制
    11. 1.11 上电和正常运行
    12. 1.12 数字接口
    13. 1.13 引脚配置
  4. 2详细说明
    1. 2.1  增益调节
      1. 2.1.1 PGA309 传递函数
      2. 2.1.2 求解增益设置
    2. 2.2  失调电压调节
    3. 2.3  零 DAC 和增益 DAC 架构
    4. 2.4  输出放大器
    5. 2.5  基准电压
    6. 2.6  线性化函数
      1. 2.6.1 系统定义
      2. 2.6.2 关键线性化设计公式
        1. 2.6.2.1 Lin DAC 计数转换
      3. 2.6.3 关键理想设计公式
        1. 2.6.3.1 线性化设计
        2.       37
    7. 2.7  温度测量
      1. 2.7.1 温度 ADC 启动转换控制
      2. 2.7.2 通过励磁串联电阻进行外部温度检测
    8. 2.8  故障监测
    9. 2.9  过量程和欠量程
      1. 2.9.1 过量程和欠量程计算
      2.      44
    10. 2.10 噪声和粗略失调电压调整
    11. 2.11 一般 AC 注意事项
  5. 3工作模式
    1. 3.1 上电序列和正常独立工作模式
    2. 3.2 EEPROM 内容和温度查找表计算
      1. 3.2.1 温度查找表计算
        1. 3.2.1.1 温度查找表计算
        2.       52
        3.       53
    3. 3.3 校验和错误事件
    4. 3.4 测试引脚
    5. 3.5 上电时的初始寄存器状态
      1. 3.5.1 PGA309 上电状态
  6. 4数字接口
    1. 4.1  说明
    2. 4.2  两线制接口
      1. 4.2.1 器件寻址
      2. 4.2.2 两线制访问 PGA309
    3. 4.3  一线制接口
    4. 4.4  单线制接口超时
    5. 4.5  单线制接口时序注意事项
    6. 4.6  两线制访问外部 EEPROM
    7. 4.7  单线制接口发起的两线制 EEPROM 事务
    8. 4.8  PGA309 独立模式和两线制事务
    9. 4.9  PGA309 在两线制总线上的主运行模式和总线共享注意事项
    10. 4.10 PRG 连接到 VOUT 的单线制工作模式
    11. 4.11 四线制模块和单线制接口 (PRG)
  7. 5应用背景
    1. 5.1 桥式传感器
    2. 5.2 桥式传感器的系统调节选项
      1. 5.2.1 绝对调节
      2. 5.2.2 比例式调节
    3. 5.3 修整实际桥式传感器以支持线性度
    4. 5.4 PGA309 校准过程
  8. 6寄存器说明
    1. 6.1 内部寄存器概览
    2. 6.2 内部寄存器映射
      1. 6.2.1 寄存器 0：温度 ADC 输出寄存器（只读，地址指针 = 00000）
      2. 6.2.2 寄存器 1：精细失调电压调整（零 DAC）寄存器（读取/写入，地址指针 = 00001）
      3. 6.2.3 寄存器 2：精细增益调整（增益 DAC）寄存器（读取/写入，地址指针 = 00010）
      4. 6.2.4 寄存器 3：基准控制和线性化寄存器（读取/写入，地址指针 = 00011）
      5. 6.2.5 寄存器 4：PGA 粗略失调电压调整和增益选择/输出放大器增益选择寄存器（读取/写入，地址指针 = 00100）
      6. 6.2.6 寄存器 5：PGA 配置和过量程/欠量程限制寄存器（读取/写入，地址指针 = 00101）
      7. 6.2.7 寄存器 6：温度 ADC 控制寄存器（读取/写入，地址指针 = 00110）
      8. 6.2.8 寄存器 7：输出使能计数器控制寄存器（读取/写入，地址指针 = 00111）
      9. 6.2.9 寄存器 8：警报状态寄存器（只读，地址指针 = 01000）
  9.   A 外部 EEPROM 示例
    1.     A.1 PGA309 外部 EEPROM 示例
      1.      A.1.1 外部 EEPROM 的增益和失调电压调节
      2.      94
  10.   B 详细方框图
    1.     B.1 详细方框图
  11.   C 术语表
  12.   修订历史记录

2.7.2 通过励磁串联电阻进行外部温度检测

一些桥式传感器应用通过电桥电阻的变化来测量桥式传感器的温度。实现这一目标的方法是在电桥激励连接的顶部或底部添加一个串联电阻。完成此操作后，必须在应用的工作温度范围内观察 PGA309 输入的共模电压范围。

图 2-20 展示了使用顶部串联电阻 (RT+) 来监测电桥电阻随温度变化的情况。为了简化分析，可将有效电桥电阻转换为一个电阻 (RBT)，如图所示。对于给定的温度，RBT 将是固定值；在此示例中，70°C 时为 1.8kΩ。与 RBT 的温度变化 (3500ppm/°C) 相比，RT 的温度变化可以忽略不计 (50ppm/°C)，因此使用 RT 来检测 RBT 的变化。对于此应用，温度 PGA 在正极输入端配置为 VEXC，在负极输入端配置为 TEMPIN。温度 ADC 使用 VEXC 作为其基准 (VREFT)。温度 PGA 的增益设置为 8。请注意，由于线性化模块会调整 VEXC 以尽可能减少施加压力时桥式传感器输出端的误差，因此会对 VEXC 的两个不同值进行分析，以便模拟 VEXC 上不断变化的电压。方框中的值显示的是 VEXC = 2.9V 时的数值结果，椭圆形中的值显示的是 VEXC = 2.4V 时的数值结果。不管线性化模块使用的 VEXC 值是多少，最终的温度 ADC 读数都将是相同的值。

图 2-21 展示了使用底部串联电阻 (RT−) 来监测电桥电阻随温度变化的情况。同样，为了简化分析，可将有效电桥电阻转换为一个电阻 (RBT)，如图所示。在此示例中，70°C 时 RBT 为 1.8kΩ。RT 用于测量 RBT 的变化。温度 PGA 在正极输入端配置为 TEMPIN，在负极输入端配置为 GND。选择 VEXC 作为温度 ADC 基准 (VREFT)。PGA 增益为 8。方框中的值为 VEXC = 2.9V 时的结果，椭圆形中的值为 VEXC = 2.4V 时的结果。结果表明，无论 VEXC 值如何，最终的温度 ADC 读数都相同。

如果应用中没有使用线性化模块，则桥式传感器顶部激励连接到 VSA 或 VREF，而不是 VEXC。在顶部（图 2-20）或底部（图 2-21）任何一种情况下，都可以通过添加串联电阻 RT 来进行外部温度检测。对于特定应用，应将温度 ADC 基准 (VREFT) 更改为电桥激励电压（VSA 或 VREF）。无论电桥激励电压变化如何，都能在给定温度下产生恒定温度 ADC 输出。

GUID-7B26B8E6-C523-42AE-B194-9644C4C9F41E-low.gif图 2-20 使用顶部串联电阻时桥式传感器的外部温度检测
GUID-3B69FB8B-768D-42EA-815F-7604887A21DA-low.gif图 2-21 使用底部串联电阻时桥式传感器的外部温度检测