ZHCUB80C August 2004 – July 2023 PGA309
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- 使用前必讀
- 1引言
- 2詳細說明
- 3工作模式
- 4數(shù)字接口
- 5應用背景
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6寄存器說明
- 6.1 內(nèi)部寄存器概覽
- 6.2
內(nèi)部寄存器映射
- 6.2.1 寄存器 0：溫度 ADC 輸出寄存器（只讀，地址指針 = 00000）
- 6.2.2 寄存器 1：精細失調(diào)電壓調(diào)整（零 DAC）寄存器（讀取/寫入，地址指針 = 00001）
- 6.2.3 寄存器 2：精細增益調(diào)整（增益 DAC）寄存器（讀取/寫入，地址指針 = 00010）
- 6.2.4 寄存器 3：基準控制和線性化寄存器（讀取/寫入，地址指針 = 00011）
- 6.2.5 寄存器 4：PGA 粗略失調(diào)電壓調(diào)整和增益選擇/輸出放大器增益選擇寄存器（讀取/寫入，地址指針 = 00100）
- 6.2.6 寄存器 5：PGA 配置和過量程/欠量程限制寄存器（讀取/寫入，地址指針 = 00101）
- 6.2.7 寄存器 6：溫度 ADC 控制寄存器（讀取/寫入，地址指針 = 00110）
- 6.2.8 寄存器 7：輸出使能計數(shù)器控制寄存器（讀取/寫入，地址指針 = 00111）
- 6.2.9 寄存器 8：警報狀態(tài)寄存器（只讀，地址指針 = 01000）
- A 外部 EEPROM 示例
- B 詳細方框圖
- C 術(shù)語表
- 修訂歷史記錄
2.6 線性化函數(shù)
許多橋式傳感器都在施加壓力時具有固有非線性輸出。圖 2-9 展示了使用 PGA309 線性化電路的典型非線性校正。
圖 2-9 電橋壓力非線性校正PGA309 包含一個用于傳感器電壓激勵和線性化的專用電路，如圖 2-10 所示。線性化電路會調(diào)節(jié)所選的 VREF 并將其與通過反饋引腳 (VFB) 的輸出電壓 (VOUT) 的一部分相加，從而補償橋式傳感器輸出與壓力之間的弓形非線性問題。使用此技術(shù)可以對拋物線非線性進行補償，從而相對于未補償電橋輸出實現(xiàn)高達 20:1 的改進，如圖 2-9 所示。KLIN 是 Lin DAC 產(chǎn)生的 VOUT 的雙極比例因子。KEXC 是 VREF 一個設定的衰減系數(shù)，可以根據(jù)需要增加或減少到 VEXC。線性化電路中有兩個可用的范圍，對于 KLIN 具有不同的相應范圍和不同的相應固定衰減。
- FSS = 傳感器的滿量程電橋靈敏度。
- PNL = 傳感器的壓力非線性。
- KLIN = 由 Lin DAC 設置的線性化系數(shù)。
- GT =（前端 PGA 增益）（增益 DAC）（輸出放大器增益）。
如果不需要傳感器電壓激勵線性化，有多種電橋激勵選項。在比例式系統(tǒng)中，電橋應直接連接到 VSA。如果系統(tǒng)為 VREF 提供外部基準，傳感器應連接到該外部傳感器。如果系統(tǒng)使用 PGA309 內(nèi)部基準，建議將 VEXC 用于傳感器激勵，并將 Lin DAC 設置為零。這樣做的原因是為了盡量減少從 REFIN/REFOUT 引腳消耗的任何大電流，這些大電流可能會影響內(nèi)部電路使用的內(nèi)部 VREF 值。
在不使用 VEXC 的系統(tǒng)中，通過將相應的寄存器 3 位（10、7:0）設置為“0”，可以禁用 Lin DAC 和 VEXC。這將使總靜態(tài)電流降低 50μA 至 100μA。
從 VFB 引腳到 VEXC 的線性化電路的典型帶寬為 35kHz。
電橋激勵 (VEXC) 的輸出信號相關(guān)性（VOUT 相關(guān)性）為整體系統(tǒng)傳遞函數(shù)（PGA309 + 橋式傳感器）添加一個二階項。圖 2-11 所示的 Lin DAC 可調(diào)節(jié) VOUT 的一部分，然后與基準電壓 VREF 的調(diào)節(jié)結(jié)果相加。可以設置 Lin DAC 代碼以補償每個單獨的橋式傳感器非線性。如圖 2-11 所示，PGA309 線性化電路中提供兩個范圍以適應各種傳感器非線性和 VREF 組合。
圖 2-11 線性化電路為了確定 Lin DAC 的值（也稱為線性化系數(shù) KLIN），必須知道橋式傳感器在恒定激勵電壓下的非線性度。PGA309 線性化電路只能補償傳感器在施加壓力下的非線性的拋物線形狀部分。這種非線性在整個溫度范圍內(nèi)應該是恒定的，或者溫度變化對系統(tǒng)誤差預算的影響應該是微不足道的。對于典型的 PGA309 應用，KLIN 因子不隨溫度的變化而調(diào)整。如圖 2-12 和圖 2-13 所示，當線性輸出的最大偏差出現(xiàn)在量程中點時，即可實現(xiàn)理想校正。非線性曲線與圖 2-12 相似但不會恰好在量程中點達到峰值的傳感器仍然可以獲得大幅改進。具有 S 形非線性曲線（正負非線性相等）的傳感器無法通過使用 PGA309 線性化電路來實現(xiàn)改進。
圖 2-12 電橋輸出與壓力間的關(guān)系
圖 2-13 電橋非線性 (%FSR) 與壓力間的關(guān)系正確設置 Lin DAC 極性可以補償正電橋或負電橋的非線性。要校正正電橋非線性（向上彎曲，如圖 2-13 所示），Lin DAC 值應設置為正值。對于負電橋非線性（向下彎曲，如圖 2-13 所示），應將 Lin DAC 值設置為負值。
激勵電壓 (VEXC) 可直接調(diào)節(jié)橋式傳感器輸出，因此，使用線性化電路時，必須在 PGA309 的增益和失調(diào)電壓設置中考慮該電壓。
以下幾節(jié)提供了線性化電路的關(guān)鍵定義和設計公式。