電子設(shè)計基礎(chǔ):電阻電橋基礎(chǔ)(二)
從7出發(fā),將其中的VB用IB × RB來代換,即可得到圖4電路中的ADC輸出方程??傻玫焦?,其中,RB是電橋的輸入電阻,IB是流經(jīng)電橋的電流。
D = (IB × RB/VREF) × ?(p,t) × FS × K(式9)
圖5電路能夠提供與圖4電路相同的性能,而不需要電流源或電壓參考。這可以通過比較兩個電路的輸出來說明。圖5中的ADC輸出可由式7出發(fā)得到,將其中的VB和VREF替代為相應(yīng)的表達(dá)式即可。結(jié)果如式10:
重復(fù)式7: D = (VB/VREF) × f(p,t) × FS × K
對于圖5電路: VB = VDD × RB/(R1 + RB)
和VREF = VDD × R1/(R1 + RB)
將它們代入等式7可得到式10:
D = (RB/R1) × ?(p,t) × FS × K(式10)
如果選擇R1等于VREF/IB,那么式9和式10是完全相同的,這就表明,圖5電路也會得出和圖4電路相同的結(jié)果。為了得到相同的結(jié)果,R1必須等于VREF/IB,但這不是溫度補(bǔ)償所要求的。只要RB乘以一個溫度無關(guān)的常數(shù),就可以實現(xiàn)溫度補(bǔ)償。R1可選擇最適合于系統(tǒng)要求的電阻值。
當(dāng)使用圖5電路時,要記住ADC的參考電壓隨溫度變化。這使得ADC不適合用來監(jiān)測其它系統(tǒng)電壓。事實上,如果需要進(jìn)行溫度敏感測量來實現(xiàn)額外的補(bǔ)償,可以使用一個額外的ADC通道來測量供電電壓。還有,在使用圖5電路時,必須注意要確保VREF位于ADC的規(guī)定范圍之內(nèi)。
結(jié)論
硅壓阻式應(yīng)變計比較高的輸出幅度使其可以直接和低成本、高分辨率Σ-Δ ADC接口。這樣避免了放大和電平移位電路帶來的成本和誤差。另外,這種應(yīng)變計的熱特性和ADC的比例特性可被用來顯著降低高精度電路的復(fù)雜程度。
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