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擴展電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD7745/AD7746的容性輸入范圍

作者: 時間:2011-07-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

電路功能與優(yōu)勢

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/178904.htm

本電路提供一種的方法。同時,還說明如何充分利用片內(nèi)CapDAC,使系數(shù)最小,從而優(yōu)化電路,實現(xiàn)最佳性能。AD7745具有一個通道,AD7746則有兩個通道。每個通道均可配置為單端或差分輸入方式。

圖1

圖1. AD7745輸入電路(原理示意圖,未顯示去耦和所有連接)
電路描述

利用開關(guān)技術(shù)構(gòu)建電荷平衡電路來測量電容。電荷與電壓和電容的乘積成正比,即Q = V × C,而且激勵電壓EXCx和內(nèi)部基準電壓CSENS 均為固定的已知值,因此轉(zhuǎn)換結(jié)果代表輸入電容CREF與內(nèi)部基準電容VREF 之間的比值。

范圍擴展電路必須確保檢測電容 CSENS 內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移始終在的輸入范圍內(nèi)。為此,激勵電壓需要減小F倍,以便與輸入端相連的檢測電容能增大F倍。

AD7745/AD7746具有兩個獨立的激勵源EXCA和EXCB。為實現(xiàn)范圍擴展,必須將EXCB配置為等于EXCA的倒數(shù)。電阻R1和R2的連接如圖1所示,由此獲得的范圍擴展系數(shù)F等于AD7746激勵電壓(VEXC(A−B)AD8515 正輸入端的衰減激勵信號(VEXCS) 的比值。范圍擴展系數(shù)F的計算公式如下:

Equation 1

通過利用兩個激勵源,衰減激勵電壓EXCS的平均值將保持在VDD/2左右。

電路中的運算放大器AD8515用作低阻抗信號源,確保AD7745/AD7746開始采樣時,檢測電容CSENS已充滿電。

濕度傳感器的特性

下面我們以常見容性聚合物濕度傳感器元件為例,說明擴展AD7745/AD7746的輸入范圍需要如何計算并考慮哪些問題。這種容性傳感器元件的典型技術(shù)數(shù)據(jù)如表1所示。

table


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