采用AD7192的電子秤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　當(dāng)輸出數(shù)據(jù)速率為4.7 Hz時(shí)，AD7192的均方根噪聲為11 NV。無噪聲采樣數(shù)等于

　　其中系數(shù)6.6用來將均方根電壓轉(zhuǎn)換為峰峰值電壓。

　　以克(G)為單位表示的分辨率等于

　　無噪聲碼分辨率等于

　　在實(shí)際操作中，稱重傳感器本身會(huì)引入一定的噪聲。AD7192的漂移也會(huì)導(dǎo)致稱重傳感器發(fā)生一定的時(shí)間和溫度漂移。為確定完整系統(tǒng)的精度，可以將該電子秤通過USB連接器與PC相連，然后利用LabView軟件評(píng)估電子秤系統(tǒng)的性能。圖4顯示將1 Kg重物置于稱重傳感器上，并收集500次轉(zhuǎn)換結(jié)果所測得的輸出性能。軟件計(jì)算的系統(tǒng)噪聲為14 NV和98 NV(峰峰值)，相當(dāng)于102,000無噪聲采樣數(shù)或16.6位無噪聲碼分辨率。

　　圖3：500次采樣所測得的輸出碼，體現(xiàn)出噪聲的影響

　　圖4：500次采樣所測得的輸出碼，體現(xiàn)出噪聲的影響

　　圖4顯示重量方面的性能。相對于500個(gè)碼，輸出的變化量為0.02克。因此，該電子秤系統(tǒng)的精度達(dá)到0.02克。

　　上圖所示為連接稱重傳感器之后，從AD7192回讀得到的實(shí)際轉(zhuǎn)換結(jié)果。在實(shí)際操作中，電子秤系統(tǒng)會(huì)采用數(shù)字后置濾波器。在后置濾波器中另外執(zhí)行均值計(jì)算會(huì)進(jìn)一步提高無噪聲采樣數(shù)，但數(shù)據(jù)速率會(huì)降低。

　　常見變化

　　注意：本文的所有噪聲規(guī)格均相對于PGA增益為128而言。

　　AD7192是一款高精度ADC，適用于高端電子秤。其它合適的ADC有AD7190 和 AD7191。AD7190與AD7192引腳兼容，但前者的均方根噪聲略低。當(dāng)輸出數(shù)據(jù)速率均為4.7 Hz時(shí)，AD7190的均方根噪聲為8.5 NV，AD7192的均方根噪聲為11 NV。AD7191是一款引腳可編程器件，具有四種輸出數(shù)據(jù)速率和四種增益設(shè)置。由于它具有引腳可編程性能，并且功能較少，因此易于使用。AD7191的均方根噪聲與AD7192相同。

　　AD7799適用于中端電子秤。當(dāng)輸出數(shù)據(jù)速率為4.17 Hz時(shí)，其均方根噪聲為27 NV。

　　AD7798、 AD7781和AD7780均適用于低端電子秤。AD7798與AD7799的功能組合相同。在4.17 Hz時(shí)，其均方根噪聲為40 NV。AD7780和AD7781均有一路差分模擬輸入，并且引腳可編程，輸出數(shù)據(jù)速率可以為10 Hz和17.6 Hz，增益可設(shè)置為1或128。當(dāng)輸出數(shù)據(jù)速率為10 Hz時(shí)，均方根噪聲為44 NV。

　　與其它高精度電路一樣，必須采用適當(dāng)?shù)牟季?、接地和去耦技術(shù)。欲了解更多信息，請參考教程MT-031——“實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的接地并解開AGND和DGND的謎團(tuán)” ，以及教程MT-101——“去耦技術(shù)”。