該電路利用電阻分壓器調(diào)節(jié)差分輸入,使用穩(wěn)定的電壓基準(zhǔn)對輸入進(jìn)行失調(diào),使0V至5V輸入范圍的ADC(MAX1402)能夠接受+10.5V至-10.5V的輸入。
許多高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器要求輸入電平在0.0V至5.0V之間。例如,MAX1402(18位多通道Σ-Δ型ADC)測量兩個(gè)輸入之間的差值。在典型的單端應(yīng)用中,它將輸入電壓與固定基準(zhǔn)電壓(如2.500V)進(jìn)行比較:用于ADC在= 0V 數(shù)字輸出表示 0V - 2.5V = -2.5V,用于 ADC在= 2.5V,輸出代表2.5V - 2.5V = 0V,對于ADC在= 5V 輸出代表 5V - 2.5V = 2.5V。因此,數(shù)字輸出范圍對應(yīng)于ADC在0V 和 5V 之間的值為 ±2.5V。
圖1電路將10.5V范圍內(nèi)的輸入信號轉(zhuǎn)換為MAX1402 ADC (0V至5V)的輸入范圍±。其中兩個(gè)ADC通道(在本例中為IN1和IN2)配置為全差分或精密單端測量。電阻分壓器R1和R2對輸入進(jìn)行縮放,3.28V的穩(wěn)定電源對輸入進(jìn)行偏移。因此,當(dāng)測量輸入接地時(shí),ADC輸入的中心電壓為2.50V。(即,當(dāng)V時(shí)ADC數(shù)字輸出為零在= 0V.)精密元件值保持ADC的16位精度。
圖1.該電路使輸入范圍為0V至5V (單端或差分)的ADC能夠接受±10.5V范圍內(nèi)的輸入。
將MAX1402配置為差分測量,可以測量IN1和IN2之間的電壓差。這些輸入可接受 ±10.5V 范圍內(nèi)的任意電壓,內(nèi)部可編程增益放大器 (PGA) 可用于提高低電平信號的分辨率。例如,增益為4,使ADC能夠以16位分辨率解析±2.625V輸入信號。
要進(jìn)行單端測量,您可以將輸入配置為兩個(gè)獨(dú)立的通道,并將它們與連接到IN6的2.50V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。或者,為了獲得更高的精度,您可以將ADC配置為差分輸入,其中一個(gè)通道充當(dāng)接地檢測輸入。
電阻分壓器比可以改變以適應(yīng)不同的輸入范圍,但在產(chǎn)生失調(diào)電壓的電路中需要相同的比率。例如,5:1的比率將產(chǎn)生±15.0V的輸入范圍和3.00V的失調(diào)電壓。要校準(zhǔn)系統(tǒng),只需記錄輸入接地和已知輸入電壓的輸出值。這兩個(gè)值允許您計(jì)算每個(gè)輸入范圍的失調(diào)和增益因子。
審核編輯:郭婷
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