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正文摘录:

图3图3a所示是一个低压传感器.用增益为16的放大器提高进入12位ADC的电压值。在图3b中，无需放大器或匹配的0.1％增益设置电阻，16位分辨率的LTC2450具有与图3a系统相同的分辨率图4通过增加外部缓冲器和低通滤波器，LTC2450可以非常容易地测量阻抗大干15k~l的传感器信号取代较低分辨宰的Ai)C翱螨签放大器除了使用微控制器中嵌入的ADC‘，空间受限应用的设计师节省成本并隔离传感器与AIX：的另一种方法是使用低价、小型和低分辨率的AD(：。通过放大来自传感器的输入(图3a)，设计师们绕过了ADC的限制，放大来自传感器的输入还降低了所需的AD(：分辨率并提高了传感器的负载阻抗。很多传感器只输出低激励电压，常常在10mV至100mV范围内。这些应用需要能在这100mV的范围内分辨几微伏或几百微伏的差别。低激励电压可能非常接近地电平或地电平与正电源电压之间的某个共模电压。从这么小的传感器输出电压范围获得最高分辨率是一个挑战。增益系数每增加2，放大器输出都提高2倍。这允许该ADC’的分辨率为直接连接到传感器上时所需分辨率的一半(这意味着你需要的ADC’分辨率低一位)。图3a详细说明了一种测量低压传感器的方法。放大器Al在信号进入12位ADC之前将信号放大16倍。这个放大器将ADC：所需的灵敏度降低了16倍，或4位(2。)。因此图3a中系统的分辨率与16位ADC：直接连接到传感器上的系统的分辨率是一样的。假定传感器输出电压的最大值为O.25V，那么放大器A1的输出将高达4V。基于5V电源和单极性0V至5V输入范围，这个12位AD(：现在可以利用80％的输入范围，而不是5％。不过，使用放大器和较低分辨率的AD(：有很多缺点。首先，通过放大器的偏移电压(V。。)，误差项直接加到了传感器的测量值上。其次，增益设置电阻的容限是电路的另一个误差源。这些误差源可能迅速累积。第三，放大器和增益电阻增大了总的解决方案尺寸。第四，设计师们必须意识到放大器输入共模范围和输出摆幅的限制。换句话说，尽管放大器可能被标成“轨至轨输出”，但是视负载情况而定，输出电压与地电平或正电源电压相差的值永远不会在lmV至100mV的范围。凌力尔特公司的LTc2450允许设计师将高分辨率ADc直接连接到传感器上(图：3b)，而不增加成本或牺牲隔离度。该ADC’具有16位无漏码性能，能以在图3a中的12位AD(：加上放大器Al组成的系统一样有效的分辨率于传感器的0.25V范围内进行测量。除了能测量O.25V的低电压传感器信号，LTc2450的0V至V，，输入范围还允许测量高达5V的单端信号。这允许该数据转换器在宽输入信号动态范围内输出一个准确的数字信号。由于去掉了放大器及其增益级，因此无需担心V…电阻噪声或容限问题。用于放大器和电阻的电路板空间不再需要了，匹配电阻与漂移组件的需求也没有了。传懑器阻抗测量传感器信号的设计师们面临的另一个问题可能是传感器阻抗，传感器阻抗可能从几Q至几kn或几MQ。大多数ADc的输入架构不是为准确测量高阻抗传感器的输出而设计的，这迫使设计师们在传感器和ADC之间插入缓冲器。你不得不再次担心偏移误差、电路板空间和缓冲器成本问题。