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简化数据收集体系校准使命的新式模仿开关

数据采集系统中,前端模拟通道的各个部件――传感器、信号调理电路和模/数转换系统等都会在不同程度上给测量结果带来误差,而且该误差会随着温度、时间而漂移。传感器和信号调理电路的误差及其漂移问题受到了广泛的

数据收集体系中,前端模仿通道的各个部件——传感器、信号调度电路和模/数转化体系等都会在不同程度上给丈量成果带来差错,并且该差错会跟着温度、时刻而漂移。传感器和信号调度电路的差错及其漂移问题受到了广泛的注重,并开展了多种技能对其进行校准和补偿。例如压力传感器经过补偿后的输出精度可达0.1%或更高。可是关于通道的最终一个环节——模/数转化器所带来的差错却常常被忽视。 线性体系的差错分为零点(失调)差错、增益(满度)差错和非线性差错三种类型。模/数转化器ADC一般都具有优异的线性度,例如常见的12位模/数转化器AD574,非线性差错(INL和DNL)在1LSB以内。可是其零点和增益的差错却不抱负,典型的12位模/数转化器这两种差错会高达10LSB,这关于要求0.1%精度的数据收集体系来说是难以承受的。当然,能够选用微调电位器的办法来批改这两种差错,也能够考虑选用高分辨率的转化器。但前者添加了线路调整的复杂性,后者添加了产品的本钱。

别的一个处理计划便是经过一个校准通道,用软件的办法对模/数转化器进行校准。但这需求至少两个高精度的规范信号。而选用分立计划很难取得超越0.1%精度的规范电压信号,问题仍是没有处理。

Maxim公司带校准功用的模仿开关(“校准多路器”)MAX4539使这个问题得到了处理。这种新颖的模仿开关使用激光微调技能在内部集成了高精度的电阻分压网络,分压比精度高达0.002%(优于15位),可为ADC供给进行零点校准和增益校准所需的高精度规范信号。芯片内部一起还集成了较低精度的分压网络,可用来对体系电源进行监测。这样在不添加任何其他硬件的情况下,能够很容易地完成体系自检、数据收集和体系校准。

MAX4539结构及作业形式

MAX4539的内部结构如图1所示。其主体部分是一个一般的低电压、8通道CMOS模仿开关。别的还有一个电阻分压网络,分压网络将外部输入的基准电压或电源电压分压后经过挑选开关送往多路器输出端。译码电路将操控信号及地址信号译码后操控内部开关,完成输入通道挑选或作业形式切换。

MAX4539具有丈量、自检和校准三种作业形式,不同作业形式可经过操控引脚CAL和地址引脚A0~A2进行挑选,别的还具有使能操控和状况锁存,与CPU接口十分简略。作业形式及输入通道的挑选拜见真值表。

当CAL无效(低电平)时器材作业在丈量形式,相当于一个一般的低电压、8选1模仿开关,经过地址A0~A2挑选输入通道。当CAL有用(高电平)时,芯片进入自检及自校准形式,经过A0~A2可挑选不同的校准或自检功用。A2A1A0=101挑选增益校准形式,输出电压为VCOM=4081/4096(VREFHI-VREFLO)±0.0024%,其间的VREFHI、VREFLO分别为输入REFHI和REFLO引脚的电压,一般为模/数转化器所选用的基准电压。关于抱负A/D,该电压转化后的成果应为4081,依据实践转化成果与此值的差错就可计算出A/D的增益差错;A2A1A0=110时进行零点校准,输出VCOM=15/4096(VREFHI-VREFLO)±0.0024%,依据实践转化成果与15之差错计算出A/D的零点差错;A2A1A0=000或011时进行体系自检,内部分压网络采样电源电压并送给A/D进行检测,采样值分别为:VCOM=1/2(V+)±0.4%或5/8(V+- V-)±0.4%。别的还能够挑选将REFHI、REFLO或GND端的电压送交A/D进行检测。

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