КАТАЛОГ ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ
Паccивные элементы
Варисторы
Конденсаторы
Конденсаторы SMD
Конденсаторы керамические SMD
Конденсаторы электролитические SMD
Конденсаторы танталовые SMD
Конденсаторы выводные
Электролитические конденсаторы купить в Киеве, Украина
Конденсаторы пленочные
Конденсаторы высоковольтные
Конденсаторы танталовые
Ионисторы
Индуктивности и дроссели
Индуктивности SMD
Индуктивности выводные (дросcели)
Кварц. резонаторы
Кварцевые резонаторы выводные
Кварцевые резонаторы SMD
Резисторы
Резисторы SMD
резисторы 0603
резисторы 0805
резисторы 1206
резисторы 1210
резисторы 2010
резисторы 2512
резисторы SMD
Резисторы выводные
Резисторы выводные аксиальные
Резисторы подстроечные
Резисторы мощные >20Вт
Резисторы керамические
Резисторы разные
Диоди и стабилитроны
Выпрямительные диоды купить Киев
Диоды защитные
Диодные модули
Стабилитроны
Транзисторы
Транзисторы
Транзисторы биполярные
Транзисторы полевые
Транзисторы IGBT
Транзисторы СВЧ
Тиристоры
Оптоэлектроника
Оптические приборы
Оптопары
Оптические трансиверы
Светодиоды
Светодиоды выводные
Светодиоды SMD
Светодиодные ленты
Светодиодные блоки
Светодиодные модули
Светодиодные кластеры
Светодиоды ИК
Фотодиоды
Фотоприёмники
Индикаторы и дисплеи
Индикаторы
Дисплеи LCD
Дисплеи TFT
Панели оператора
Микросхемы
Микросхемы
Микросхемы акселерометры
Микросхемы АЦП
Микросхемы ЦАП
Микросхемы измерительные
Микросхемы генераторы-синтезаторы частоты
Микросхемы генераторы частоты
Микросхемы драйверы
Микросхемы ИОН
Микросхемы зарядные для аккумуляторов
Микросхемы интерфейса
Микросхемы интегральные
Микросхемы изоляторы сигналов
Микросхемы изоляторы цифрового сигнала
Микросхемы ключи
Микросхемы интеллектуальные ключи
Коммутаторы
Микросхемы коммутаторы аналоговых сигналов
Микросхемы коммутаторы
Микроконтроллеры купить Киев
Микросхемы контроллеры
Микроконтроллеры разные
Микросхемы микроконтроллеры
Микросхемы микроконтроллеры разные
Операционные усилители
Компараторы
Микросхемы стабилизаторы
Микросхемы напряжения
Микросхемы регуляторы линейные
Линейные регуляторы
Микросхемы регуляторы разные
Микросхемы импульса
Микросхемы логики разные
Микросхемы логические
Микросхемы логики
Микросхемы логики еще
Микросхемы логические программируемые
Микросхемы памяти
Микросхемы усилители
Микросхемы усилительные
Микросхемы приёмо-передатчики
Микросхемы приёмо-передатчики разные
Микросхемы DC интеллектуальные ключи
Микросхемы датчики температуры
Микросхемы AD
Микросхемы ПЛИС та ПАИС
Микросхемы времени
Модули ЦПУ
Микропроцессоры
Преобразователи
Преобразователи модульные
Преобразователи интегральные
Преобразователи AC/DC модульные
Преобразователи DC/DC модульные
Преобразователи частотные
Микросхемы преобразователи
Преобразователи разные
Элементы питания
Аккумуляторы
Батарейки
Предохранители
Предохранители
Держатели предохранителя
Предохранители самовостанавливающиеся
Звукоизлучатели
Силовые модули и блоки
Силовие модули
Силовые блоки разные
Силовые выключатели
Приёмо-передатчики
Реле, кнопки, переключатели
Реле
Реле твердотельные
Реле времени
Кнопки
Разъёмы, клемники, соединители
Разъёмы
Разъёмы другие
Контакторы
Клеммники
Соединители
Коннекторы SIM
Корпусы, вентиляторы, радиаторы
Корпусы
Вентиляторы
Радиаторы
Трансформаторы
Антенны
Антенны
Антенные переходники
Датчики, энкодеры, измерители
Энкодеры
Датчики влажности
Датчики индуктивные
Датчики положения
Датчики положения оптические
Датчики температуры
Датчики давления
Датчики тока
Датчики разные
Измерители-регуляторы температуры и физ.величин
Расходомеры
Средства для разработки
Средства для разработчика
Наборы (киты)
Программаторы
Ферриты
Разное

Применение АЦП MAX11254 совместно с датчиками давления

07.09.2020

max__max11254_pressure_800x340

 

 

 

 

Исключительные характеристики АЦП MAX11254, включая наличие нескольких дифференциальных входных каналов, низкий уровень шума, внутренний усилитель с широким программируемым диапазоном усиления и малое энергопотребление, позволяют успешно применять данную микросхему производства Maxim Integrated в проектировании датчиков давления.

Датчик давления измеряет силу, создаваемую давлением газа, жидкости или какого-либо предмета на определенную поверхность, приложенную к единице площади. Датчик преобразует это воздействие в электрический сигнал в виде напряжения, соответствующего приложенной силе. Как правило, значение этого выходного напряжения составляет всего несколько милливольт. Для регистрации такого низковольтного сигнала необходимо достаточно чувствительное устройство с высокой точностью, например, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) MAX11254 производства компании Maxim Integrated.

Основные характеристики АЦП MAX11254

MAX11254 представляет собой 6-канальный 24-битный дельта-сигма-АЦП, обеспечивающий исключительную производительность при потреблении всего 2,2 мА в рабочем режиме и 1 мкА – в спящем. Частота дискретизации до 64 киловыборок/с позволяет измерять напряжение с высокой точностью, а внутренний дифференциальный усилитель с программируемым коэффициентом усиления (Programmable Gain Differential Amplifier, PGA) 1…128 и уровнем шума 6,2 нВ/√Гц делает его идеальным для обработки информации с датчика давления с низким выходным сигналом.

В таблице 1 представлены значения уровня шума, приведенного ко входу MAX11254 при однократном преобразовании, взятые из документации микросхемы. Как видно из таблицы, входной шум микросхемы MAX11254 при частоте дискретизации 50 выборок/с как минимум в 13 раз ниже (0,81 мкВRMS), чем при более высокой частоте дискретизации 12,8 киловыборок/с (10,8 мкВRMS).

Таблица 1. Зависимость уровня шума от режима работы и коэффициента усиления (PGA) при однократном преобразовании (мкВRMS)

PGA 1 2 4 8 16
Частота дискретизации, выб./с НП* НШ** НП НШ НП НШ НП НШ НП НШ
50 0,81 0,58 0,38 0,27 0,18 0,13 0,1 0,07 0,09 0,07
62,5 0,88 0,63 0,48 0,34 0,21 0,15 0,12 0,09 0,09 0,07
100 1,18 0,84 0,61 0,44 0,3 0,21 0,17 0,12 0,12 0,08
200 1,38 0,99 0,68 0,49 0,35 0,25 0,21 0,15 0,15 0,1
400 1,63 1,16 0,85 0,61 0,45 0,32 0,27 0,19 0,19 0,14
800 2,12 1,51 1,1 0,79 0,61 0,43 0,36 0,26 0,27 0,2
1000 2,38 1,7 1,25 0,89 0,69 0,49 0,41 0,29 0,31 0,22
1600 3,21 2,29 1,67 1,19 0,89 0,64 0,56 0,4 0,41 0,29
3200 4,41 3,15 1,28 1,63 1,25 0,89 0,78 0,55 0,58 0.,1
4000 5,18 3,7 2,68 1,91 1,48 1,06 0,91 0,65 0,69 0,49
6400 7,34 5,24 3,83 2,73 2,08 1,48 1,29 0,92 0,98 0,7
12800 10,8 7,74 5,59 3,99 3,01 2,15 1,85 1,32 1,37 0,98
* НП – режим с малым потреблением.
** НШ – режим с низким уровнем шума.

В режиме НШ микросхема потребляет примерно на 1 мА больше чем в режиме с малым энергопотреблением, однако входной шум в этом режиме, как правило, оказывается на 40% меньше.

Уменьшение входного шума при понижении частоты дискретизации приводит к более высоким значениям отношения «сигнал/шум» (SNR) и отношения «сигнал/шум + искажение» (SINAD).

На рисунках 1…4 показаны изменения эффективной разрядности в зависимости от частоты дискретизации до 64 киловыборок/с при однократном и непрерывном преобразованиях.

ris_1-7 (2)

Рис. 1. Эффективная разрядность MAX11254 без усилителя и с усилением 1 и 128 при однократном преобразовании в зависимости от частоты дискретизации до 1 квыб./с

ris_2-8 (2)

Рис. 2. Эффективная разрядность MAX11254 без усилителя и с усилением 1 и 128 при однократном преобразовании, в зависимости от частоты дискретизации до 12,8 квыб./с

ris_3n (1)

Рис. 3. Эффективная разрядность MAX11254 без усилителя и с усилением 1 и 128 при непрерывном преобразовании, в зависимости от частоты дискретизации до 1 квыб./с

ris_4-5 (2)

Рис. 4. Эффективная разрядность MAX11254 без усилителя и с усилением 1 и 128 при непрерывном преобразовании, в зависимости от частоты дискретизации до 64 квыб./с

Данные измерений, представленные на рисунках 1…4, подтверждают, что максимальная эффективная разрядность 22,5 бит достигается при наименьшей частоте дискретизации. Следовательно, для более точной регистрации малого выходного напряжения датчика давления требуется более низкая частота дискретизации. Причина состоит в том, что снижение частоты дискретизации пропорционально уменьшает шум из-за более узкой полосы пропускания, поэтому эффективная разрядность и оказывается выше при низких частотах дискретизации. Кроме этого, стоит учитывать, что использование усилителя обычно приводит к увеличению эффективной разрядности по сравнению с измерением без усилителя, напрямую от модулятора АЦП, так как шум усилителя ниже, чем шум модулятора.

На рисунке 5 показано подключение АЦП MAX11254 для измерения выходного напряжения с датчика давления MPXV10GC6U.

 

ris_5-4 (2)

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Подключение АЦП MAX11254 к датчику давления

Измеряя выходное напряжение датчика при нулевом давлении, прецизионный вольтметр Agilent 34401A показывает значение 19,998 мВ. MAX11254 измеряет это напряжение как 20,034 мВ. При увеличении давления до 0,095 кгс/см2 MAX11254 регистрирует выходное напряжение датчика, равное 53,103 мВ. На рисунках 6, 7 и 8 показаны графики напряжения, измеренного MAX11254, в зависимости от давления и данные, полученные с помощью программного обеспечения MAX11254EVKIT.

ris_6n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6. Передаточная характеристика датчика давления

ris_7big-1

Рис. 7. Выходное напряжение MAX11254 при нулевом давлении

ris_8n

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8. Точность выходного напряжения MAX11254 в зависимости от давления на датчике MPXV10CC6U

Заключение

Датчики давления обычно имеют выходное напряжение всего в несколько милливольт, что требует малошумящих и высокоточных АЦП с большим динамическим диапазоном усиления. АЦП MAX11254 отвечает этим требованиям, поскольку имеет исключительно низкий шум 6,2 нВ/√Гц и внутренний усилитель с диапазоном усиления 1…128, который, кроме этого, обеспечивает изоляцию входного сигнала. При использовании MAX11254 не требуются другие внешние усилители. Благодаря встроенному секвенсору и шести дифференциальным входам микросхема MAX11254 поддерживает поочередное сканирование выбранных аналоговых каналов, а также имеет настройку задержки преобразования и выполняет математические преобразования. Это делает его идеальным устройством для автоматического мониторинга датчика давления.

© 2000-2020 ООО "Ричел". All rights reserved.

.