利用内置PGA的24位Σ-Δ型ADC AD7780实现电子秤设计
当输出数据速率为10 Hz时,AD7780的均方根噪声为49 nV。无噪声采样数等于
其中系数6.6用来将均方根电压转换为峰峰值电压。
因此,以克(g)为单位表示的分辨率等于
无噪声分辨率等于
在实际操作中,称重传感器本身会引入一定的噪声。AD7780的漂移也会导致称重传感器发生一定的时间和温度漂移。为确定完整系统的精度,可以将该电子秤通过USB连接器与PC相连,然后利用LabView软件评估电子秤系统的性能。图3显示将1 kg重物置于称重传感器上,并收集500次转换结果所测得的输出性能(使用5 V激励电压)。软件计算的系统噪声为50 nV(均方根值),相当于30,300无噪声采样数或14.9位无噪声码分辨率。
利用内置PGA的24位Σ-Δ型ADC AD7780实现电子秤设计
图3. 500次采样所测得的输出码,体现出噪声的影响 |
利用内置PGA的24位Σ-Δ型ADC AD7780实现电子秤设计
图4. 500次采样所测得的输出(单位为千克),体现出噪声的影响 |
图4显示重量方面的性能。相对于500个码,输出的峰峰值变化量为0.075克。因此,该电子秤系统的精度达到0.075克。
上图所示为连接称重传感器之后,从AD7780回读得到的实际(原始)转换结果。在实际操作中,电子秤系统会采用数字后置滤波器。在后置滤波器中另外执行均值计算会进一步提高采样数,但数据速率会降低。
常见变化
注意:本文的噪声规格相对于PGA增益为128而言。
AD7780是一款低噪声、低功耗ADC,适合电子秤设计。其它合适的ADC有AD7798和AD7781。AD7781与AD7780的功能组合相同,但前者为20位ADC。AD7798的输出数据速率选择范围更宽。在4.17 Hz时,其均方根噪声为40 nV。
AD7799适用于中端电子秤。当输出数据速率为4.17 Hz时,其均方根噪声为27 nV。
AD7190、AD7192和AD7191适用于精密电子秤设计。当输出数据速率设置为4.7 Hz时,AD7190的均方根噪声为8.5 nV。它也具有较宽的输出数据速率范围。它的工作速率最高可达4.8 kHz,同时仍能保持良好的性能。AD7192与AD7190引脚兼容,但前者的均方根噪声略高。当输出数据速率为4.7 Hz时,AD7192的均方根噪声为11 nV。AD7191是一款引脚可编程器件,具有四种输出数据速率和四种增益设置。由于它具有引脚可编程能力,并且功能较少,因此易于使用。AD7191的均方根噪声与AD7192相同。
与其它高精度电路一样,必须采用适当的布局、接地和去耦技术。欲了解更多信息,请参考教程MT-031——“实现数据转换器的接地并解开AGND和DGND的谜团”,以及 教程MT-101——“去耦技术”。
设计和集成文件设计与集成文件由我们的工程师编写,可用于设计该电路。
CN0107 Design & Integration Files
- Schematic
- Bill of Materials
- Gerber Files
- PAD Files
- Assembly Drawing
产品 | 描述 | 可提供样片的产品型号 |
AD7780 | 24位、引脚可编程的低功耗Σ−Δ模数转换器 | AD7780BRZ AD7780BRUZ |
ADP3303 | 高精度anyCAP®、200 mA低压差线性稳压器 | ADP3303ARZ-3 ADP3303ARZ-3.3 ADP3303ARZ-5 |
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