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1、器件应用信号调理集成电路MAX1450及其应用潍坊高等专科学校自动化系(潍坊261041)马云峰摘要文章简要介绍了适用于压阻式传感器的信号调理集成电路芯片MAX1450的功能特点、引脚含义及外接元件的的选择,给出了MAX1450在数字式压力计中的应用实例。关键词MAX1450信号调理压力计美国Maxim公司推出的MAX1450信号调理SOTC、SOFF:分别为失调温度补偿电压VT符集成芯片,主要针对压阻式压力传感器的应用而设号位、失调电压VF符号位输入端。在引脚OUT输计,也可用于加速度计、应变检测和其他低电平桥式出的电压VO为VO=VP±VF±VT时,SOTC、电阻性
2、传感器。只需对芯片外接元件进行简单的设SOFF连接到VDD时相应项取正号,连接到VSS置和调整,便可对传感器的失调、满量程输出、失调或悬空时取负号。温度系数、满量程输出温度系数及满量程输出非线FSOTRIM:传感器桥的激励电流设置输入端。性进行校准和补偿,使信号输出精度提高到1%(相ISRC:电流源参考端,该端与VSS间连接一参对于传感器的线性误差),简化了传感器输出信号调考电阻。理电路的结构。BDRIVE:芯片对传感器的激励电流输出端。BBUF:BDRIVE端的桥压缓冲输出。1MAX1450的管脚及内部功能OUT:信号调理芯片的电压VO输出端。MAX1450采用20引
3、脚SSOP封装,单+5V电VDD、VSS:芯片工作电源正、负接入端。源供电,芯片管脚排列如图1所示。IC:内部连接端,使用时悬空。MAX1450内部信号通道功能框图如图2所示,它主要由三位增益可编程仪用放大器PGA、求和单元、从差动输入到单端输出的单位增益缓冲器三级组成,另外芯片内部集成有可调节激励电流源。PGA的增益可数字控制,按数字值A2、A1、A0大小增益设置为39、65、⋯195、221倍(000对应39,111对应221),步进26倍,其共模抑制比高达90dB,差分输入电平可低至±10～±30mV;失调电压、失调温度补偿电压及其符号由外部施加的模拟信号控制,经
4、求和单元后由单位增益缓冲器输出。片内电流源输出电流大小,主要由外接于引脚FSOTRIM图1MAX1450的管脚排列图的电压及接于引脚ISRC与VSS间的电阻确定,在MAX1450各管脚的功能简介如下:0.1～2mA可调节,用于驱动外部传感器桥。INP、INM:传感器输出信号正、负接入端,输入阻抗1MΩ。A2、A1、A0:可编程放大器增益设置数字量输入端,连接至VDD为高电平,连接至VSS或悬空为低电平。OFFTC:失调温度补偿电压VT输入调节端。OFFSET:失调电压VF输入调节端。图2芯片内部信号通道功能图《电子技术》2000年第1期英特尔技术发展(上海)有限公司02
5、1-64852828—51—OTC:失调温度系数(ppmFSO/°C)。2MAX1450的典型校准补偿电路参数选择(1)R9决定传感器的激励电流,用可调电阻器及调整步骤来设置R9的初值:R9≈13Rb。(2)R7用于补偿满量程温度系数误差,用可调利用外部激光微调电阻或电位器可对传感器输电阻器来设置R7的初值:出信号提供补偿和校准,典型的补偿和校准电路如R7≈R9×500/(TCR-
6、TCS
7、)图3所示。(3)选择A2、A1、A0的连接组合,使PGA的增补偿、校准过程一般包括以下六步:有关参数的益最接近式(1)中Ap的值:初始化;满量程校准;满量程温度系数补偿;失调温VM
8、-VN度系数补偿;失调校准;线性校正(可选)。整个过程Ap≈S(T)×V(1)R(PM-PN)需要传感器在两个压力值(最小、最大值)和两个温式(1)中:VM、VN分别为最大压力和最小压力输入度点的有关参数。下MAX1450的期望输出电压值(如4.5V和0.52.1参数的初始化V),引脚BDRIVE上电压VR为期望设置的传感器首先选择合适的外接电阻初值及可编程放大器桥压值(如2.5V)。PGA的增益,以防止放大器和电流源的严重过载。(4)取R6=100kΩ,可变电阻R5=20kΩ,调整要进行参数的初始化,需要知道传感器的如下参数:合适的阻值比,可满足式(2),并根据此比值
9、的正负Rb:室温下(25°C)传感器的输入/输出阻抗选择引脚SOTC的连接,比值为正时,引脚SOTC接(kΩ);VDD,比值为负时,引脚SOTC接VSS或悬空。TCR:传感器输入/输出阻抗的温度系数R5OTC×(VM-VN)≈(2)(ppm/°C);R5+R6TCS×VR×1.15TCS:传感器灵敏度温度系数(ppm/°C);2.2满量程校准S(T):室温下传感器灵敏度(mV/VPSI);满量程校准在室温T1(25°C)下进行。假设传S(p):室温下传感器灵敏度线性误差(%感器桥压设置在2.5V,最小压力输入下,芯片输出FSO);电压VN
