電子秤剛開(kāi)始在所要求的精度并不明顯。
1:3000to只是一個(gè)典型的分辨率10000,SO121?14converter<應該是足夠的。但進(jìn)一步的分析表明,情況并非如此,它實(shí)際上需要20BITADC的。本文介紹了電子稱(chēng)重系統的技術(shù)指標,包括噪聲,動(dòng)態(tài)范圍,失調漂移,漂移和濾波器的增益考慮,設計。
A10000計數分辨率可以測量高的達5公斤體重的電子秤可以have0.5gram決議。在液晶顯示器(LCD)的,該決議通常是指外部計數。以確保滿(mǎn)足外部計數的精度要求,通常內部決議的要求,必須有一個(gè)數量級,比外部的分辨率精度,一些標準的內部比外部accuracy20times更高的計算精度高計數的順序。在這種情況下,內部計數必須準確TO1:200000。5V電源的的輸出IS10MVIS6MV,稱(chēng)重傳感器的線(xiàn)性范圍(也稱(chēng)為負載傳感器)“
在大多數電子秤應用中,ADC的動(dòng)態(tài)范圍與實(shí)際使用的只有一小部分。圖1所示,稱(chēng)重傳感器(也稱(chēng)為負載傳感器),的輸出IS10mV,線(xiàn)性范圍的IS6mvV電源and5。如果前端電路級增益為128,則ADC的滿(mǎn)量程輸入約768mV。如果的the2.5V參考電壓,只有少于1/3ADC動(dòng)態(tài)范圍。
如果內部計數of768MV必須TO1:200000,ADC精度應該是ADC的分析增加了3?4倍,以滿(mǎn)足性能要求。在這種情況下,需要have19?20位高精度ADC。
工業(yè)電子稱(chēng)重系統通常在更廉攝氏度的溫度范圍內工作,所以溫度漂移可能是錯誤的主要來(lái)源。例如,濃度為1ppm/°C增益系統drift20bit精密at50degreesC的溫度范圍produce50LSB錯誤。雖然in25system可以*TO1LSB,但在整個(gè)溫度范圍內,它是只到50LSB。因此,低漂移的ADC電子秤的設計是非常重要的。
失調漂移是一個(gè)非常重要的考慮因素。大多數的sigma-deltaADC的使用“牛刀”的技術(shù),這種技術(shù)可以減少漂移和提高抗噪音的優(yōu)勢。大多數電子秤設計工程師將大大受益斬波技術(shù)*的低漂移和噪聲干擾nexuiz。例如,AD779
當人們閱讀使用說(shuō)明書(shū),該芯片是一種常見(jiàn)的錯誤是一個(gè)值(RMS)噪聲,噪音和混亂的峰值(-PK)。電子秤中的應用,zui重要的技術(shù)指標是峰值噪聲或無(wú)噪聲分辨率。ADC的無(wú)噪聲分辨率是指超過(guò)這個(gè)位(bit),它不能清楚分辨個(gè)別編碼的分辨率
系統-PK的分辨率取決于A(yíng)DC的更新率。例如,當AD7799update速率為4Hz時(shí),可以達到20.5
PK-PK的決議;500赫茲-PKto16bit決議。
在低噪聲和高線(xiàn)性度低的更新率使Σ-ΔADC將成為電子秤的*選擇。Σ-ΔADC的第二個(gè)優(yōu)勢是內置的噪聲整形和數字濾波。首先量化噪聲可以擴展到調制頻率的一半。然后只通過(guò)低頻輸出數字濾波器的帶寬限制,從而顯著(zhù)降低復雜的加工要求。
ADC還包含一個(gè)低噪聲可編程增益放大器(PGA),稱(chēng)重傳感器的微弱信號輸出放大??梢员容^的內置PGA和使用外部增益電阻器的分立放大器與低溫度漂移。特別申請的AD7799with27NV//Hz的噪聲指數,并使用PGA128gain高的電子天平,稱(chēng)重傳感器,可以直接連接到ADC。
AD7799的有效分辨率受噪聲限值,輸出數據速率和增益設置和變化。平均值濾波器可以用來(lái)增加有效分辨率,并盡可能消除噪音,它可以在同一時(shí)間,在zui激烈的階躍響應,以減少隨機噪聲。從ADC和M數據的過(guò)濾器,刪除數據,zui低和zui高的數據點(diǎn),然后M2point平均。計算公式如下:
輸出數據速率常數。這是一個(gè)平均的訂單。為更高的刷新率,通常需要使用兩個(gè)訂單的平均。在這里,在*階段和第二階段的平均輸出,為了進(jìn)一步提高只想測量結果。平均可以有效地提高了分辨率,(2.3bitfrom19.621.9bitpk的PK-PK)。*的缺點(diǎn)是由于拖延的管道,并延長(cháng)設置時(shí)間,通過(guò)前一個(gè)中等重量值的變化循環(huán)過(guò)濾,以顯示正確的結果。
為了加快建立時(shí)間,重量值的變化應該發(fā)生在兩個(gè)不同的數據點(diǎn)和濾波器的輸出是大于一個(gè)門(mén)檻。所有的M數據,使用的數據,加快建立兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)。稱(chēng)重傳感器還成立時(shí)間,通過(guò)使用的ADC更新所有的數據窗口,以改善建立時(shí)間數據。后后恢復6refresh周期。
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