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扩展电容数字转换器AD7745/AD7746的容性输入范围

作者:时间:2011-07-06来源:网络收藏

电路功能与优势

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/178904.htm

本电路提供一种的方法。同时,还说明如何充分利用片内CapDAC,使系数最小,从而优化电路,实现最佳性能。AD7745具有一个通道,AD7746则有两个通道。每个通道均可配置为单端或差分输入方式。

图1

图1. AD7745输入电路(原理示意图,未显示去耦和所有连接)
电路描述

利用开关技术构建电荷平衡电路来测量电容。电荷与电压和电容的乘积成正比,即Q = V × C,而且激励电压EXCx和内部基准电压CSENS 均为固定的已知值,因此转换结果代表输入电容CREF与内部基准电容VREF 之间的比值。

范围扩展电路必须确保检测电容 CSENS 内的电荷转移始终在的输入范围内。为此,激励电压需要减小F倍,以便与输入端相连的检测电容能增大F倍。

AD7745/AD7746具有两个独立的激励源EXCA和EXCB。为实现范围扩展,必须将EXCB配置为等于EXCA的倒数。电阻R1和R2的连接如图1所示,由此获得的范围扩展系数F等于AD7746激励电压(VEXC(A−B)AD8515 正输入端的衰减激励信号(VEXCS) 的比值。范围扩展系数F的计算公式如下:

Equation 1

通过利用两个激励源,衰减激励电压EXCS的平均值将保持在VDD/2左右。

电路中的运算放大器AD8515用作低阻抗信号源,确保AD7745/AD7746开始采样时,检测电容CSENS已充满电。

湿度传感器的特性

下面我们以常见容性聚合物湿度传感器元件为例,说明扩展AD7745/AD7746的输入范围需要如何计算并考虑哪些问题。这种容性传感器元件的典型技术数据如表1所示。

table

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