擴(kuò)展電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD7745/AD7746的容性輸入范圍

電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器 AD7745/AD7746利用開關(guān)電容技術(shù)構(gòu)建電荷平衡電路來測量電容。電荷與電壓和電容的乘積成正比，即Q = V × C，而且激勵(lì)電壓EXCx和內(nèi)部基準(zhǔn)電壓CSENS 均為固定的已知值，因此轉(zhuǎn)換結(jié)果代表輸入電容CREF與內(nèi)部基準(zhǔn)電容VREF 之間的比值。

范圍擴(kuò)展電路必須確保檢測電容 CSENS 內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移始終在AD7745/AD7746的輸入范圍內(nèi)。為此，激勵(lì)電壓需要減小F倍，以便與輸入端相連的檢測電容能增大F倍。

AD7745/AD7746具有兩個(gè)獨(dú)立的激勵(lì)源EXCA和EXCB。為實(shí)現(xiàn)范圍擴(kuò)展，必須將EXCB配置為等于EXCA的倒數(shù)。電阻R1和R2的連接如圖1所示，由此獲得的范圍擴(kuò)展系數(shù)F等于AD7746激勵(lì)電壓（VEXC(A−B)AD8515 正輸入端的衰減激勵(lì)信號(hào)(VEXCS) 的比值。范圍擴(kuò)展系數(shù)F的計(jì)算公式如下：

通過利用兩個(gè)激勵(lì)源，衰減激勵(lì)電壓EXCS的平均值將保持在VDD/2左右。

電路中的運(yùn)算放大器AD8515用作低阻抗信號(hào)源，確保AD7745/AD7746開始采樣時(shí)，檢測電容CSENS已充滿電。

容性濕度傳感器的特性

下面我們以常見容性聚合物濕度傳感器元件為例，說明擴(kuò)展AD7745/AD7746的輸入范圍需要如何計(jì)算并考慮哪些問題。這種容性傳感器元件的典型技術(shù)數(shù)據(jù)如表1所示。