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ZHCUB80C August 2004 – July 2023 PGA309

图 2-14 更正了电桥抛物线非线性度与压力间的关系

在每个终端应用中，应检查线性化电路限制，以确保在允许的范围内运行。

表 2-5 和表 2-6 说明了几个典型系统应用的线性化范围。这些表考虑了 PGA309 线性化电路的内部限制，并假设通过 V_OUT 调节来处理过量程和欠量程限制以及故障检测。对于未列出的特定终端应用，一旦为系统设计选择了 V_REF、V_OUTMAX、V_OUTMIN 和线性化范围，可使用以下公式来计算关键设计值：

V_{EXC MAX}：在 V_{OUT MAX} 时使用方程式 7
V_{EXC MIN}：在 V_{OUT MIN} 时使用方程式 7
B_VMAX（可补偿的最大非线性）：使用 K_LIN+MAX 计算 +B_VMAX 并使用 K_LIN–MAX 计算 –B_VMAX，按照方程式 4 求解 B_V 的结果如下：
- 对于范围 0：
  K_{LIN −MAX} = −0.166
  K_{LIN +MAX} = +0.166
- 对于范围 1：
  K_{LIN −MAX} = −0.124
  K_{LIN +MAX} = +0.124
V_{Lin DAC MAX} = ((V_REF/4) – V_{OUT MAX}/10) ≥ 300mV
V_{EXC MAX} ≤ V_SA − 0.5V
K_{LIN −MAX} ≤ K_LIN ≤ K_{LIN +MAX}

当使用线性化电路时，为了确保桥式传感器输出共模电压保持在 PGA309 输入规格范围内，可以使用方程式 7 来计算满量程信号 (V_{OUT MAX}) 时的 V_EXC。如果未使用共模或温度检测附加电阻与桥式传感器进行串联，则桥式传感器输出的共模电压 (V_CM) 为 V_EXC 的一半。

在使用 PGA309 进行传感器校准的过程中，可采用两个步骤。首先，使用初始增益和失调电压以及 K_LIN = 0（Lin DAC 设置为零）来测量传感器电桥的非线性。使用得到的传感器非线性 (B_V)，计算 K_LIN、增益和失调电压的值。然后，可进行第二次校准测量来调整 K_LIN，以考虑线性化电路中的失调电压和失配。这个校准过程最容易通过 PGA309 设计人员套件及相关软件和校准电子表格来执行，这些软件和校准电子表格可从 www.ti.com 下载。

表 2-4 PGA309 建议运行条件

情况 1	情况 2	情况 3	情况 4
0.057	0.075	0.112	0.075	K_{LIN +MAX}

范围 0
K_EXC	0.83	FSS	0.005	V/V
K_{LIN +MAX}	-0.166
K_{LIN –MAX}	0.166

表 2-5 范围 0 — 典型系统应用和最大非线性校正

V_{SA MIN} (V)	V_{SA MAX} (V)	V_REF (V)	ADC REF (V)	V_{OUT MIN} (V)	V_{OUT MAX} (V)	范围 0 +B_{V MAX}				范围 0 −B_{V MAX}				范围 0
V_{SA MIN} (V)	V_{SA MAX} (V)	V_REF (V)	ADC REF (V)	V_{OUT MIN} (V)	V_{OUT MAX} (V)	+B_V (0.025= 2.5%)	V_{EXC MAX}⁽¹⁾ (V)	V_{EXC MIN} (V)	G	−B_V (−0.025= −2.5%)	V_{EXC MAX} (V)	V_{EXC MIN} (V)	G	LinDAC MAX > 0.3V？ (V)
2.7	5.5	2.5	2.5	0.175	2.225	0.0136	2.202	2.104	167.73	-0.0454	2.046	1.706	240.38	0.4025
2.7	5.5	2.5	2.048	0.123	1.761	0.0143	2.207	2.095	138.38	-0.0354	2.055	1.783	183.77	0.4489
4.5	5.5	4.096	2.5	0.175	2.175	0.0231	3.761	3.429	106.36	-0.0259	3.371	3.039	131.64	0.8065
4.5	5.5	4.096	4.096	0.246	3.564	0.0371	3.991	3.441	166.26	-0.0447	3.359	2.808	236.32	0.6676
4.5	5.5	4.096	2.048	0.143	1.782	0.0191	3.695	3.423	88.70	-0.0210	3.376	3.104	105.61	0.8458
4.7	5.5	4.5	4.5	0.27	4.185	0.0275	4.204	3.780	176.76	-0.0483	3.690	3.040	257.54	0.7065
5	5.5	5	5	0.3	4.65	0.0188	4.499	4.200	176.76	-0.0483	4.100	3.378	257.54	0.785

(1) 受 0.5V V_EXC 饱和电压的限制。

表 2-6 范围 1 — 典型系统应用和最大非线性校正⁽¹⁾⁽²⁾⁽³⁾

PGA309 V_SA 工作范围		PGA309 V_REF	系统 ADC REF	PGA309 V_OUT 线性范围		PGA309 +B_{V MAX}	PGA309 V_EXC 范围适用于 +B_{V MAX}		PGA309 增益 V_OUT/ V_{DIFF IN} 适用于 +B_{V MAX}	PGA309 −B_{V MAX}	PGA309 V_EXC 范围适用于 −B_{V MAX}		PGA309 增益 V_OUT/ V_{DIFF IN} 适用于 −B_{V MAX}	PGA309 LinDAC 最大值校验
V_{SA MIN} (V)	V_{SA MAX} (V)	V_REF (V)	ADC REF (V)	V_{OUT MIN} (V)	V_{OUT MAX} (V)	范围 0 +B_{V MAX}				范围 0 −B_{V MAX}				范围 0
V_{SA MIN} (V)	V_{SA MAX} (V)	V_REF (V)	ADC REF (V)	V_{OUT MIN} (V)	V_{OUT MAX} (V)	+B_V (0.025= 2.5%)	V_{EXC MAX} (V)	V_{EXC MIN} (V)	G_T	−B_V (−0.025= −2.5%)	V_{EXC MAX} (V)	V_{EXC MIN} (V)	G_T	LinDAC MAX > 0.3V？ (V)
2.7	5.5	2.5	2.5	0.175	2.225	0.0439	1.576	1.322	260.17	-0.0552	1.278	1.024	400.35	0.4025
2.7	5.5	2.5	2.048	0.123	1.761	0.0358	1.518	1.315	215.76	-0.0429	1.285	1.082	302.87	0.4489
4.5	5.5	4.096	2.5	0.175	2.175	0.0272	2.400	2.152	166.69	-0.0312	2.108	1.860	215.03	0.8065
4.5	5.5	4.096	4.096	0.246	3.564	0.0435	2.572	2.160	258.02	-0.0543	2.099	1.688	393.13	0.6676
4.5	5.5	4.096	2.048	0.143	1.782	0.0226	2.351	2.148	139.44	-0.0253	2.112	1.909	171.72	0.8458
4.7	5.5	4.5	4.5	0.27	4.185	0.0464	2.859	2.373	273.88	-0.0588	2.307	1.821	429.97	0.7065
5	5.5	5	5	0.3	4.65	0.0464	3.177	2.637	273.88	-0.0588	2.563	2.023	429.97	0.785

(1) 需要过量程和欠量程限制以及故障检测。

(2) 使用 FSS 来计算一个代表性增益值 (G_T) 以确保完整性。

(3) 范围 1，K_EXC= 0.52，K_{LIN −MAX} = −0.124，K_{LIN +MAX} = 0.124，FSS = 0.005V/V