扩展电容数字转换器AD7745/AD7746的容性输入范围
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电路功能与优势
本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/178904.htm本电路提供一种扩展AD7745/AD7746容性输入范围的方法。同时，还说明如何充分利用片内CapDAC，使范围扩展系数最小，从而优化电路，实现最佳性能。AD7745具有一个电容输入通道，AD7746则有两个通道。每个通道均可配置为单端输入或差分输入方式。
电容数字转换器 AD7745/AD7746利用开关电容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AD7745/AD7746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：
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。
容性湿度传感器的特性
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。
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