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数字化可编程信号调理芯片PGA309的性能如何?

2017-03-17 10:51分类:传感器 阅读:

 

 
          PGA309是TI公司的一款数字化可编程信号调理芯片(见图3-53),主要用于电阻桥式压力传感  器,将微弱的传感器桥路信            号进行放大输出。图3-53 的内部功能模块图,其中主要包括以下几个模块。  (1)传感器输入信号放大模块 通过一个增益可              调 的仪表放大器和两个随温度调节的
       DAC,将压力传感器桥路的信号进行放大,并驱动输出VOUT。 仪表放大器实现输入信号的第一级放大(粗调)和噪声抑制,增益可调范围为4 --128倍,同时利用了一个16位的DAC来进行零位温漂的补偿,零位DAC的输出是根据温度传感器测量到 的温度值,通过查表获取相应系数计算得到的;第二级增益调 整是利用另一个16位的DAC来完成,该DAC的输出同样根据 温度值查表计算得到,其输}b使增益可调范围为0.3333~1倍,因为采用了16位的分辨率,使得这一环节的调节达到较高的精度,因此第二级也称为增益精调,同样       
        (2)温度测量模块
        利用内部的温度传感器或者外接的测温元件,将表征温度的电压信号送给内部的ADC,实现温度的测量。利用温度值进行查表,将得到预先标定好的线性分段的温度补偿系数值,用于控制零位DAC和增益DAC的输出。
        (3)故障检测模块
        故障检测模块包括两个部分。第一个部分是传感器故障侦测单元,位]i传感器信号输入口,主要是通过内部集成的9个比较器,将输入信号与基准电压进行比较,进而判断出传感器的开路或短路状态,并在故障报警状态器中给予标识;第二部分是对增益放大后的输出信号进行侦测,当输出信号超出设定的实际可输出范围时,将对输出信号进行限制并报警。
       (4)激励及线性化模块
       PGA309的激励通道,同时也是对传感器进行非线性补偿的过程。给传感器的激励信号,除了包括内部的参考电压,还综合了一定比例的输出反馈信号,其中反馈值的大小由一个位DAC的输出决定。这种利用反馈达到非线性补偿的方案,可以有效地补偿传感器两阶非线性误差。
       (5)数字接口模块
       PGA309包含两种类型的数字接口。其中一线制数字接口PRG主要用于对内部寄存器的访问,通过与单片机或PC机的连接,可以用于设定内部寄存器和工作状态;另一个数宇接口是两线制数字接口,主要用于连接外部的EEPROM,将寄存器、温度补偿用的系数等数据保存在外部的EEPROM中,利用两线制接口对这些数据进行读取和编程。同时,这个两线制接口也叮用于与单片机或PC机连接。PGA309上电复位以后,首先利用温度ADC采样温度值,然后从外部EEPROM的列表中查找相应的信号,经反馈送给线性化DAC,按一定比例与参考电压叠加,形成激励信号送给传感器。这一过程反复进行,保证了PGA309的正常工作。

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