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电路笔记:低功耗、温度补偿式电桥信号调理器和驱动器

ADI?? 2015年07月07日 ?? 收藏1

桥式传感器电压驱动

ADA4096-2配置为同相放大器,其配置增益由反馈电阻设置,如图2所示。

图2. 传感器电压驱动
图2. 传感器电压驱动

增益通过配置表1列出的跳线来设置。

表1. 特定电压驱动的引脚配置

传递函数计算如下:

桥式传感器电压驱动

其中,RF可以是40.2 kΩ、91 kΩ或140 kΩ,R8 = 10 kΩ。

NPN晶体管用于提高驱动桥式传感器所需的电流。 提供给ADA4096-2反相输入端的反馈使得反相输入电压等于同相输入电压,从而确保桥式电路上的电压驱动保持恒定的电压。

晶体管Q1为BJT,最大击穿电压为80 V,25°C时功耗为0.35 W。集电极最大电流为500 mA。

仪表放大器

AD8420抑制电桥处产生的共模电压,仅放大差分电桥电压,如图3所示。AD8420具有与输入共模电压完全无关的轨到轨输出电压摆幅。该特性使得AD8420摆脱了大多数传统仪表放大器架构存在的、共模输入和输出电压之间交互作用导致的多种限制。 该仪表放大器的增益设置为1。

图3. AD8420仪表放大器
图3. AD8420仪表放大器

AD8420的输入端有一个差模噪声滤波器(20 kΩ/1 μF/100 nF),其带宽为7.6 Hz,还有一个共模噪声滤波器(10 kΩ/100 nF),其带宽为150 Hz。

传统仪表放大器架构需要使用低阻抗源驱动基准电压引脚, 基准电压引脚上的任何阻抗都会降低共模抑制比(CMRR)和增益精度。 而对于AD8420架构,基准电压引脚上的电阻对CMRR无影响。AD8420的传递函数为:

VOUT = G (VIN+ - VIN-) + VREF

其中:

VREF = 1.05 V

G = 1 + (R12/R10)

在-40°C至+85°C温度范围内,AD8420差分输入电压在内部被二极管限制在±1 V。如果输入电压超过此限值,内部二极管就会开始传导并消耗电流。 电流在内部被限制在保证AD8420安全的值。

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信号调理器? 电桥型传感器? ADC? 仪表放大器?

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