使用纮康HY11P系列單芯片實現電壓與溫度量測應用

• 　　2 原理說明

　　2.1 40000 COUNTS

　　Σ-△ A/D的使用下，輸入電壓和參考壓電壓比就成為數字輸出的辨識，以A/D參考電壓(△VR)1.2V為前提之下，±400.00mV為輸入訊號(△VIN)。在內建低噪聲放大倍率為1倍(PGA × GAIN)的設定下，ADO輸出數字碼定義為：

?

　　若以顯示40000 counts為目標顯示成400.00mV，顯示最小單位為10uV，若要達外部顯示穩定1格的誤差，且內外分辨率比設定為1:5，因此Input RMS Noise則必須小于或等于10uV/5 = 2uV才能達成。

　　A/D Output rate則選擇在過取樣率(OSR)為8192模式下，相當于A/D輸出頻率達：

?

　　網絡設定方式，采用該產品提供的網絡交叉方式取值，可直接抵銷A/D電壓偏移值(A/D Offset)。分別于正向網絡/反向網絡各取數字輸出值做相減抵銷動作。(INH/INL:為外部信號輸入腳位;S+/S-為內部A/D信號輸入源)

　　正向網絡數字輸出：ADO1 = +ADO + ADOOffset

　　反向網絡數字輸出：ADO2 = -ADO + ADOOffset

　　則相減數字輸出結果為：(ADO1-ADO2) = 2ADO…直接抵銷存在的AD Offset

?

　　圖2?1 A/D網絡交叉示意圖

　　2.2 10000 COUNTS

　　測量原理相同于40000 counts測量方式，而此為針對1uV小信號進行測量，因而必須要進行輸入信號放大，在此采用該芯片本身內建的低噪聲放大器進行信號放大，可省去使用OPA放大器組件，并設定放大器倍率為64倍(PGA × GAIN=8×8)的設定，在此放大倍率下，該芯片A/D仍保有16Bit分辨率。若A/D參考電壓(△VR)1.2V，±10.000mV為輸入訊號(△VIN)，則ADO輸出數字碼為：

?

　　若以顯示10000 counts為目標顯示成10.000mV，顯示最小單位為1uV，若要達外部顯示穩定1格的誤差，且內外分辨率比設定為1:3，因此Input RMS Noise則必須小于或等于1uV/3 = 0.33uV才能達成。

　　A/D Output rate則選擇在過取樣率(OSR)為32768模式下，相當于A/D輸出頻率達：

?

　　網絡設定方式，仍采用該產品提供的網絡交叉方式取值，直接抵銷A/D偏移值。

　　2.3 TPS (Temperature Sensor)

　　該設計采用內部兩組二極管組成，以電壓信號對溫度的變化為一通過 0°K電壓為0V的曲線，使用上只需單點校正即可達到準確溫度值。其中兩組二極管+TPS/-TPS存在一N倍電流比例關系(I: NI)，其Vbe=VTPS等效電壓公式及等效電路如下：

?

　　圖2?2 TPS等效電路圖