基于惠斯頓電橋的壓力傳感器的解決方案

　　達(dá)到這個(gè)目的的方法之一是使用數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)調(diào)整ADC參考電壓VREF，以補(bǔ)償傳感器的滿(mǎn)刻度誤差，使用另一個(gè)DAC調(diào)整圖2中的VOFF以補(bǔ)償偏移誤差。雙通道DAC，如國(guó)半的DAXxx2S085（其中“xx”可以是08、10或12，代表DAC分辨率），將是這種應(yīng)用的理想之選。另外一種方法，是在傳感器輸出被數(shù)字化后，用軟件校準(zhǔn)這些誤差。

　　解決這兩個(gè)挑戰(zhàn)的最佳方案，是在制造過(guò)程和系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)的軟件校準(zhǔn)過(guò)程中，調(diào)整偏移和增益誤差。這種方法允許用軟件實(shí)現(xiàn)最小誤差校準(zhǔn)，并保持ADC的最大可用動(dòng)態(tài)范圍。

　　第三個(gè)問(wèn)題是，單端ADC通常要求其輸入可以被驅(qū)動(dòng)到非常接近零伏，以產(chǎn)生零輸出代碼。問(wèn)題產(chǎn)生的原因是，用于驅(qū)動(dòng)ADC輸入的放大器不能產(chǎn)生低于50mV左右的輸出。即使所所用的放大器具有軌到軌輸出能力，這種現(xiàn)象也很常見(jiàn)。

　　雖然對(duì)某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，電路無(wú)法提供最小的ADC零輸出代碼沒(méi)什么關(guān)系，但對(duì)其它應(yīng)用來(lái)說(shuō)這卻是個(gè)問(wèn)題。對(duì)于后者，解決方案包括：

　　* 給驅(qū)動(dòng)單端輸入ADC的放大器提供負(fù)電源。

　　* 使用既帶正參考電壓又帶負(fù)參考電壓的單端ADC，這些參考電壓可以設(shè)為比器件地高的值，并相應(yīng)抵消ADC輸入電壓。

　　* 將ADC的地偏置到約100mV。

　　* 偏移ADC輸入，丟棄ADC輸出端的一些代碼，用軟件進(jìn)行調(diào)整

　　* 使用差分輸入ADC。

　　驅(qū)動(dòng)ADC的放大器使用負(fù)電源有個(gè)缺點(diǎn)，即系統(tǒng)中可能沒(méi)有負(fù)電源，而單為這個(gè)放大器提供一個(gè)負(fù)電源又似乎不太可行。對(duì)此，國(guó)半公司的開(kāi)關(guān)電容電壓反向器LM2787提供了一種簡(jiǎn)單的解決方案。

　　所有ADC都有一個(gè)正參考電壓和一個(gè)負(fù)參考電壓。這兩個(gè)參考電壓之間的差值就是所謂的ADC“參考電壓”。負(fù)參考和正參考電壓分別定義了輸入最小和最大電壓。遺憾的是，目前許多ADC內(nèi)部將負(fù)參考電壓定義為器件地，這是為了將ADC集成在具有更少外部引腳的更小封裝中而作出的犧牲。

　　提高ADC的地電平通常不是件容易的事。另外，將它偏置得太高可能會(huì)出現(xiàn)輸出接口問(wèn)題，因?yàn)槠骷倪壿嫷碗娖綄⒈鹊仄弥蹈叱鲆恍Ｈ欢?，這樣做與將ADC負(fù)參考電壓定義為低值(也許70mV至100mV)具有相同的效果。

　　增加ADC偏移并對(duì)ADC滿(mǎn)刻度輸入值作合適調(diào)整是一種可行的方法，但會(huì)降低ADC使用的動(dòng)態(tài)范圍。這樣做相當(dāng)于提供圖2所示的正VOFF，減少放大器增益，以便ADC輸入不超過(guò)ADC參考電壓，并對(duì)ADC輸出代碼進(jìn)行軟件調(diào)整。

　　使用差分輸入ADC是一種最好的方法，它能獲得ADC零輸出代碼，在ADC輸入端的整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)保持良好的電路線性，并且無(wú)需在系統(tǒng)中使用負(fù)電壓。在這種方法中，差分放大器的輸出反饋到ADC的差分輸入端，無(wú)需差分到單端放大器電路。因此這是一種既簡(jiǎn)單又不失高效的完美解決方案。