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如何利用内置PGA的24位Σ-Δ型ADC AD7780实现电子秤设计？

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 求大佬分享一款利用内置PGA的24位Σ-Δ型ADC AD7780实现的电子秤设计方案 0
2021-4-9 06:29:55　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × 化二为一该类别下有 12 个回答。邀请回答 dymanic 该类别下有 8 个回答。邀请回答 vuwuerwxs 该类别下有 7 个回答。邀请回答 cswerwr 该类别下有 7 个回答。邀请回答 kingnet_520888 该类别下有 7 个回答。邀请回答 cyhe 该类别下有 7 个回答。邀请回答 kong19 该类别下有 7 个回答。邀请回答 60user150 该类别下有 7 个回答。邀请回答 testd001xx 该类别下有 6 个回答。邀请回答 duzh20016 该类别下有 6 个回答。邀请回答 Hongliang_sz 该类别下有 6 个回答。邀请回答 bozai602 该类别下有 6 个回答。邀请回答 guocepan 该类别下有 6 个回答。邀请回答 60user43 该类别下有 6 个回答。邀请回答 wznnzw 该类别下有 6 个回答。邀请回答 guokuikang 该类别下有 6 个回答。邀请回答 selina1023 该类别下有 6 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 6 个回答。邀请回答 yfdsfqdqd 该类别下有 6 个回答。邀请回答 nvywerwer 该类别下有 6 个回答。邀请回答举报杨福林相关推荐 • 如何利用CS1240设计电子秤？ 1359 • 基于厚膜力传感器的便携式电子秤能实现什么功能？ 2037 • 用AD70/015代替AD7780有什么差异 4024 • 请问电子秤核心的部件是什么？ 2102 • 如何利用stm32去做电子秤？ 829 • 利用压力传感器设计的电子秤 4376 • 电子秤程序 5186 • 如何实现电子秤的设计？ 1196 • 人体蓝牙电子秤 2470 • 利用HX711制作电子秤 6992 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　本电路为采用 AD7780构建的电子秤系统。AD7780是一款引脚可编程、低功耗、低漂移24位Σ-Δ型ADC，内置PGA，采用内部时钟。该器件将大多数系统构建模块置于芯片内，因此能够简化电子秤设计。该器件的典型功耗仅为330 μA，适合所有低功耗或电池供电应用。AD7780还提供省电模式，不执行转换时，用户可以切断对桥式传感器的供电，并使该器件进入省电模式，从而延长电池使用时间。　　利用内置PGA的24位Σ-Δ型ADC AD7780实现电子秤设计［tr］CN0107_00_0415.gif 　　［/tr］［tr］图1. 采用AD7780的电子秤系统（原理示意图：未显示所有连接）　　［/tr］放大　　电路描述　　AD7780提供一种集成式电子秤解决方案，可以直接与称重传感器接口。只需在模拟输入端用一些滤波器，在基准电压引脚上配置一些电容等外部元件，便可满足电磁屏蔽（EMC）要求。来自称重传感器的低电平信号由AD7780的内置PGA放大。该PGA经过编程，以128的增益工作。AD7780的转换结果通过USB接口送至PC，由PC将数字信息转换为重量。　　利用内置PGA的24位Σ-Δ型ADC AD7780实现电子秤设计［tr］CN0107_01_0415.gif 　　［/tr］［tr］图2. 采用AD7780的电子秤系统设置　　［/tr］放大　　图2所示为实际的测试设置。为实现最佳系统性能，该测试设置使用一个6线式称重传感器。除激励、接地和2个输出连接外，6线式称重传感器还有2个检测引脚。这些检测引脚分别与惠斯登电桥的高端和低端相连。因此，尽管线路电阻会引起压降，但仍能精确测量该电桥上产生的电压。此外，AD7780具有一路差分模拟输入，接受差分基准电压。称重传感器差分SENSE线路与AD7780基准电压输入端相连，可构成一个比率式配置，不受电源激励电压的低频变化影响，如果采用4线式称重传感器，则不存在检测引脚，ADC基准电压引脚将与激励电压和地相连。这种配置中，由于存在线路电阻，激励电压与SENSE+之间将有压降，因此系统不是完全比率式。另外，低端上也会有线路电阻引起的压降。　　AD7780具有单独的模拟电源引脚和数字电源引脚。模拟电源和数字电源彼此独立，因此AVDD和DVDD可以处于不同的电位。微控制器采用3.3 V电源。因此，DVDD也采用3.3 V电源供电。这样就无需外部电平转换，从而可以简化ADC与微控制器之间的接口。3.3 V数字电源可利用ADP3303 稳压器产生。　　有多种方法可以为该电子秤系统供电，例如：利用主电源总线，或者利用ADP3303 （3.3 V）。用5 V电压激励电子秤时，必须使用主电源总线。用3.3 V电压激励称重传感器时，可以使用主电源总线或ADP3303 （3.3 V）。ADP3303 （3.3 V）是一款低噪声稳压器。此外，按照ADP3303 （3.3 V）数据手册的建议，在稳压器输出端配有降噪电容。为优化电磁屏蔽，稳压器输出先经过滤波，然后再给AD7780和称重传感器供电。由于电源或接地层上的任何噪声都会给系统带来噪声，导致电路性能降低，因此必须用低噪声稳压器产生供给AD7780和称重传感器的电源。　　如果使用灵敏度为2 mV/V的2 kg称重传感器，则激励电压为5 V时，来自称重传感器的满量程信号为10 mV。称重传感器具有相关失调电压或TARE。此TARE的幅度最高可达称重传感器满量程输出信号的50%。称重传感器还有最高可达满量程±20%的增益误差。一些客户利用DAC来消除或抵消TARE。如果AD7780采用5 V基准电压，则增益设置为128时，其模拟输入范围等于±40 mV。相对于称重传感器的满量程信号（10 mV）而言，AD7780的模拟输入范围较宽，这有利于确保称重传感器的失调电压和增益误差不会使ADC前端过载。　　当输出数据速率为10 Hz时，AD7780的均方根噪声为49 nV。无噪声采样数等于　　　　其中系数6.6用来将均方根电压转换为峰峰值电压。　　因此，以克（g）为单位表示的分辨率等于　　　　无噪声分辨率等于　　　　在实际操作中，称重传感器本身会引入一定的噪声。AD7780的漂移也会导致称重传感器发生一定的时间和温度漂移。为确定完整系统的精度，可以将该电子秤通过USB连接器与PC相连，然后利用LabView软件评估电子秤系统的性能。图3显示将1 kg重物置于称重传感器上，并收集500次转换结果所测得的输出性能（使用5 V激励电压）。软件计算的系统噪声为50 nV（均方根值），相当于30，300无噪声采样数或14.9位无噪声码分辨率。　　利用内置PGA的24位Σ-Δ型ADC AD7780实现电子秤设计［tr］CN0107_02_0415.gif 　　［/tr］［tr］图3. 500次采样所测得的输出码，体现出噪声的影响　　［/tr］放大　　利用内置PGA的24位Σ-Δ型ADC AD7780实现电子秤设计［tr］　　CN0107_03_0415.gif 　　［/tr］［tr］图4. 500次采样所测得的输出（单位为千克），体现出噪声的影响　　［/tr］放大　　图4显示重量方面的性能。相对于500个码，输出的峰峰值变化量为0.075克。因此，该电子秤系统的精度达到0.075克。　　上图所示为连接称重传感器之后，从AD7780回读得到的实际（原始）转换结果。在实际操作中，电子秤系统会采用数字后置滤波器。在后置滤波器中另外执行均值计算会进一步提高采样数，但数据速率会降低。　　常见变化　　注意：本文的噪声规格相对于PGA增益为128而言。　　AD7780是一款低噪声、低功耗ADC，适合电子秤设计。其它合适的ADC有AD7798和AD7781。AD7781与AD7780的功能组合相同，但前者为20位ADC。AD7798的输出数据速率选择范围更宽。在4.17 Hz时，其均方根噪声为40 nV。　　AD7799适用于中端电子秤。当输出数据速率为4.17 Hz时，其均方根噪声为27 nV。　　AD7190、AD7192和AD7191适用于精密电子秤设计。当输出数据速率设置为4.7 Hz时，AD7190的均方根噪声为8.5 nV。它也具有较宽的输出数据速率范围。它的工作速率最高可达4.8 kHz，同时仍能保持良好的性能。AD7192与AD7190引脚兼容，但前者的均方根噪声略高。当输出数据速率为4.7 Hz时，AD7192的均方根噪声为11 nV。AD7191是一款引脚可编程器件，具有四种输出数据速率和四种增益设置。由于它具有引脚可编程能力，并且功能较少，因此易于使用。AD7191的均方根噪声与AD7192相同。　　与其它高精度电路一样，必须采用适当的布局、接地和去耦技术。欲了解更多信息，请参考教程MT-031——“实现数据转换器的接地并解开AGND和DGND的谜团”，以及教程MT-101——“去耦技术”。　　设计和集成文件设计与集成文件由我们的工程师编写，可用于设计该电路。　　CN0107 Design & Integration Files 　　Schematic 　　Bill of Materials 　　Gerber Files 　　PAD Files 　　Assembly Drawing 　　此电路中所用产品：产品描述［td］可提供样片的产品型号［/tr］［tr］AD778024位、引脚可编程的低功耗Σ−Δ模数转换器 AD7780BRZ 　　AD7780BRUZ 　　［/tr］［tr］ADP3303高精度anyCAP®、200 mA低压差线性稳压器 ADP3303ARZ-3 　　ADP3303ARZ-3.3 　　ADP3303ARZ-5［/tr］

2021-4-9 16:01:25 评论举报宣苗