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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

有源元件的误差分析

系统中的有源元件AD8420和ADA4096-2引起的最大误差及和方根(RSS)误差如表4所示。

表4. 满量程范围(FSR) = 1.05 V的系统误差分析

总电路精度

对电阻容差导致的总误差的合理近似推算是假设每个关键电阻对总误差贡献都相等。 两个关键电阻是R8和R19、R20、R21中的任一个。 0.1%的最差情况下电阻容差可造成最大值0.2%的总电阻误差。 若假定RSS误差,则总RSS误差为0.1√2 = 0.14%。

电阻误差与表4给出的元件误差相加得到以下结果:

失调误差 = 0.365% + 0.1400% = 0.505%

增益误差 = 0.050% + 0.1400% = 0.190%

满量程误差 = 0.415% + 0.1400% = 0.555%

这些误差使用以下假设:选用计算得到的电阻值,容差是仅有的误差,传感器的电压驱动设置为10.1的增益。

线性度误差是在-500 mV到+500 mV的输入范围测试,采用图10所示的设置。总非线性误差约为0.45%。 非线性主要由AD8420的输入跨导(gm)级引起。

总输出误差(%FSR)通过将实测输出电压与理想输出电压之差除以输出电压的FSR,然后乘以100得出。计算结果如图8所示。

图8. 桥式传感器模拟的输出电压(带相关线性度误差曲线)与ADC读数的关系
图8. 桥式传感器模拟的输出电压(带相关线性度误差曲线)与ADC读数的关系

图9显示EVAL-CN0355-PMDZ评估板的实物照片。 该系统的完整文档位于CN-0355设计支持包中。

图 9. EVAL-CN0355-PMDZ板实物照片
图 9. EVAL-CN0355-PMDZ板实物照片

常见变化

其他合适的ADC有AD7792和AD7785, 这两款器件具有与AD7793相同的特性组合。 不过,AD7792为16位ADC,AD7785为20位ADC。

AD8237是一款微功耗、零漂移、真正轨到轨仪表放大器,也可用于本电路配置的低电源电压版本。

仪表放大器AD8226是另一个选择,它能以更高的功耗(约525 μA)实现更好的线性度。

对于需要低噪声和低失调电压的低电源电压范围应用,可以用双通道AD8606取代ADA4096-2。 双通道AD8606具有极低失调电压、低输入电压和电流噪声以及宽信号带宽等特性。它采用ADI公司的DigiTrim 调整专利技术,无需激光调整便可达到出色的精度。

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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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