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        采用AD7192的電子秤系統設計

        作者: 時間:2017-01-09 來源:網絡 收藏
          電路功能與優勢

          本電路為采用AD7192構建的電子秤系統。AD7192是一款超低噪聲、低漂移24位Σ-Δ轉換器,內置PGA。該器件將大多數系統構建模塊置于芯片內,因此能夠簡化電子秤設計。該器件可在4.7 Hz至4.8 KHz的完整輸出數據速率范圍內工作,并保持良好的性能,因此可用于以較低速度工作的電子秤系統,以及料斗秤等較高速電子秤系統。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201701/337343.htm

          





          圖1:采用AD7192的電子秤系統(原理示意圖,未顯示所有連接)


          電路描述


          AD7192提供一種集成式電子秤解決方案,可以直接與稱重傳感器接口。只需在模擬輸入端用一些濾波器,在基準電壓引腳上配置一些電容等外部元件,便可滿足電磁屏蔽(EMC)要求。來自稱重傳感器的低電平信號由AD7192的內置PGA放大。該PGA經過編程,以128的增益工作。AD7192的轉換結果送至微控制器,將數字信息轉換為重量并顯示在LCD上。


          圖2所示為實際的測試設置。為實現最佳系統性能,該測試設置使用一個6線式稱重傳感器。除激勵、接地和2個輸出連接外,6線式稱重傳感器還有2個檢測引腳。這些檢測引腳分別與惠斯登電橋的高端和低端相連,因此可以精確測量電橋上產生的電壓。此外,AD7192具有差分模擬輸入,接受差分基準電壓。稱重傳感器差分SENSE線路與AD7192基準電壓輸入端相連,可構成一個比率式配置,不受電源激勵電壓的低頻變化影響。如果采用4線式稱重傳感器,則不存在檢測引腳,ADC基準電壓引腳將與激勵電壓和地相連。這種配置中,由于存在線路電阻,激勵電壓與SENSE+之間將有壓降,因此系統不是完全比率式。另外,低端上也會有線路電阻引起的壓降。


          





          圖2:采用AD7192的電子秤系統


          AD7192具有單獨的模擬電源和數字電源。模擬部分必須采用5 V電源供電。數字電源獨立于模擬電源,可以為2.7 V至5.25 V范圍內的任意電壓。微控制器采用3.3 V電源。因此,DVDD也采用3.3 V電源供電。這樣就無需外部電平轉換,從而可以簡化ADC與微控制器之間的接口。


          有多種方法可以為該電子秤系統供電,例如:利用主電源或利用電池(如圖1所示)供電。一個5 V低噪聲穩壓器用來確保AD7192和稱重傳感器獲得低噪聲電源。低噪聲穩壓器ADP3303 (5 V)用來產生5 V電源。虛線框內顯示的濾波器網絡用來確保系統獲得低噪聲AVDD。此外,按照ADP3303 (5 V)數據手冊的建議,在穩壓器輸出端配有降噪電容。為優化電磁屏蔽性能,穩壓器輸出先經過濾波,然后再給AD7192和稱重傳感器供電。3.3 V數字電源可利用ADP3303 (3.3 V)穩壓器產生。由于電源或接地層上的任何噪聲都會給系統帶來噪聲,導致電路性能降低,因此必須用低噪聲穩壓器產生供給AD7192和稱重傳感器的全部電源。


          如果使用靈敏度為2 MV/V的2 Kg稱重傳感器,則激勵電壓為5 V時,來自稱重傳感器的滿量程信號為10 MV。稱重傳感器具有相關失調電壓或TARE。此TARE的幅度最高可達稱重傳感器滿量程輸出信號的50%。稱重傳感器還有最高可達滿量程±20%的增益誤差。一些客戶利用DAC來消除或抵消TARE。如果AD7192采用5 V基準電壓,則增益設置為128且器件配置為雙極性工作模式時,其模擬輸入范圍等于±40 MV。相對于稱重傳感器的滿量程信號(10 MV)而言,AD7192的模擬輸入范圍較寬,這有利于確保稱重傳感器的失調電壓和增益誤差不會使ADC前端過載。


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        關鍵詞: AD7192電子秤系

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