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

2.2 失调电压调节

为获得最大动态范围，可在前端 PGA 增益之前实现粗略失调电压调整。许多桥式传感器的初始失调电压与其最大量程输出相当。粗略失调电压调整可以是正值或负值。它以 4 位 DAC + 符号实现，包含 14 个正选项、14 个负选项以及零。

正值范围和负值范围内的分辨率均为 VREF/1200。对于 +5V 基准，这相当于 4.2mV 阶跃。图 2-4 所示为 PGA309，其增益设置适用于节 2.1（增益调节）中详述的示例桥式传感器应用。

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VOUT = [(VDIFF + VCOARSE OFFSET)（前端 PGA 增益）+ VZERO DAC][增益 DAC][输出放大器增益]
图 2-4 粗略和精细失调电压调整

对于 −34mV (VINP – VINN) 的初始桥式传感器失调电压，电桥初始差分失调电压加共模电压转换为差分加共模电压源模型如图 2-4 所示。从概念上讲，它分为两个 17mV 失调电压，其极性如图所示。如果粗略失调电压调整设置为 +34mV 失调电压 (VINP – VINN)，则会精确消除初始电桥失调电压。未被粗略失调电压调整消除的任何残留初始电桥失调电压将由前端 PGA 增益增大，在使用零 DAC 设置精细失调电压调整时，需要考虑该失调电压。

粗略失调电压调整由寄存器 4 位 (4:0) 进行设置，其中位 4 在“1”时确定粗略失调电压极性为负，在“0”时确定为正。粗略失调电压调整的内部架构会为 −7(VREF)(0.85e−3) 和 +7(VREF)(0.85e–3) 产生重复的数字代码。请参阅节 6.2.5（寄存器 4），了解粗略失调电压调整设置的完整映射。

精细失调电压调整由零 DAC 进行设置。零 DAC 设置由增益 DAC 和输出放大器增益获取，并以输出为基准 (RTO)。零 DAC 是单极 16 位 DAC，其基准为 PGA309 的 VREF 设置。对于 VREF = +5V 的情况，可以确保零 DAC 在 2%VREF 至 98%VREF 范围内呈线性（对于 VREF < +5V 的情况，零 DAC 范围的上限可以扩展到 VREF）。零 DAC 模拟范围为 0.1V ≤ 零 DAC 模拟范围 ≤ (VSA − 0.1V)。零 DAC 编程范围为 0V ≤ 零 DAC 编程范围 ≤ VREF。数据格式为 16 位无符号格式。寄存器 1 位 (15:0) 用于零 DAC 设置。