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可编程放大器的应用(08-100)

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作者:Walter Bacharowski 美国国家半导体 资深应用工程师时间:2009-02-25来源:电子产品世界收藏

  表4 表示出频率补偿的逻辑电平工作分配。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/91677.htm

 

  表4 频率补偿的逻辑电平分配

  最小补偿

  在串行时钟引脚上的时钟计时下,将八位的数据位移入串行数据输入引脚来完成即可完成控制寄存器的编程。图4是将数据位移入控制寄存器的时序图。图中可见该控制寄存器的双重缓冲和载入可分成两个步骤。第一个步骤是利用八个时钟周期将数据位移入移位寄存器。然后,移位寄存器内的数据会被平行传输到芯片选择信号的上升边沿处的保持寄存器内,而保持寄存器的输出会用来选择增益、频率补偿、节电和零输入等功能。采用这种方法可防止放大器的状态出现转变,直至数据被正确位移入移位寄存器为止。

 

  图4 LMP8100 串行数据传送

  先前出现的数据将会用来设计一个应用在USB数据采集系统中的可编程增益放大器。假如已决定采用一个具备有4.096V参考的12位ADC,其分辨率为1mV,那需要用多少的增益才可将一个普通传感器的输出放大至这个数值呢?这时,简单地检讨一下传感器的敏感度和量度出来的变数跨度,便可发现一个已给传感器的全幅输出范围可由2mV 至3V。这意味最高的增益约为205。下列数式EQ1表示出有关的计算。

  最大增益 = 全幅输入/最大传感器输出 = 4.096V/0.020V = 204.8 (1)

  这个由1至205的最大增益范围可通过把两个LMP8100串联在一起来实现。将两个放大级的增益串联在一起可增加幅度,从而令到可编程的增益范围扩大到1至256。图5是将两个LMP8100串联在一起的实现方法。每一个放大器都可将增益编程到由1至16,所以总增益范围便是1至256并以每单位增量级计。

  除了可编程增益之外,放大器的其他功能都可经程序来控制。在大多数的数据采集和记录应用中,测量一般都是在固定的时间间隔上执行。例如,每两秒或每10秒等。在这些应用中,放大器都可进入节电状态,而每个放大器的功耗会降低至40μA。这个功能可以削减便携系统中的平均电源电流消耗,从而延长电池的寿命。

  零功能的作用是通过软件来修正放大器中的失调电压。软件程序会为预期的测量设定一个增益,并在放大器A1内设立一个零位宽。在这种配置中,放大器A2的输出电压便是预期测量用的失调电压,而这个数值会被软件存储并留待下一个步骤使用。然后,A1中的零位会被清除,而测量会在这时执行,同时失调电压数值会从信号测量得来的数值减去。采用这种方法,任何给定增益设定下的失调电压和失调电压漂移便可获得补偿。



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