Xicor公司应用笔记
光电二极管
392
100K
392
1M
V
O
I
S
2
–
+
A1
+5V
392
控制
和
内存
–5V
A1 = A 2 = 1 AD822
2
– 5V
X9258T
100K
1M
DCP2
零
调整
+5V
1
收益
调整
DCP1
+5V
6
–
+
8
A2
7
4
–5V
AN135
3
5
滨松
1226-5BK
C
公共汽车
图2.可编程互阻抗放大器
特别令人感兴趣的是伪数行为
电路的跨导增益为P1的函数。
该放大器的增益跨阻比变化
1/256兆欧至256兆欧姆的范围
DCP1的节目变化从0到255 ，而GAIN-
因素分辨率永远不会每P1差超过10 ％
增量超过了400 ： 1 （ 52分贝或接近9位）的范围
50K到20M
。涵盖了跨设置
更广泛的范围都可以访问， 4K至256M
对应的满量程我
S
值从1mA至16nA ，
尽管有降低的分辨率。线性增益调整
不能同时获得多十年增益调整
在整个范围和良好的调节分辨率
范围内。
该电路在图2中的第二个特点是
无论DCP1元素和雨刮器的增益独立性
电阻。使用锅刮水器作为输入端
有效地移动元件的温度系数和滑动触头
A1的反馈环路内电阻的误差，从而
去除它们作为增益误差项，从而提高
增益设置的时间和温度稳定性。
DCP2用于空放大器零点。它的变化
电压在A2的同相输入端通过± 2mV的用
16μV的分辨率。
可编程压力传感器
电路
硅压阻电桥压力传感器
（ SPPT ）是一种占主导地位的技术在汽车，
工业，医疗，环境压力传感器
应用程序。所有SPPTs共享一个类似的体系结构
其中一个薄的（ 5至200微米）微机械加工的硅
振膜采用植入式压敏电阻
惠斯通电桥应变计。适用压力
弯曲隔膜，不平衡的应变计，并且
由此产生的差分输出信号
成比例的压力倍桥的产物
激励电压。
SPPTs必须通过适当的信号支持
空调和校准电路。有限弹性
限制了SPPT膜片相对小的偏转
其产生的桥只有±1％调制
电阻元件和低信号的输出电平，
创建需要高增益，低噪声，温度
稳定的直流放大。信号调节电路
还必须包括稳定的，分辨率高，优选
非交互式，零点和量程微调。的自动化
传感器电路的校准是一个巨大的
受益于生产环境中。
的SPPT应用另一个难题是大
温总两个电桥电阻的依赖性
和peizosensitivity （桥输出到比
励磁电压倍压） 。电桥电阻
随温度而peizosensitivity增加
减小。有些SPPT设计（例如卢卡斯NPC-
410系列）仔细平衡这些相反的符号
温度系数。的回报是，当这样的SPPTs是
兴奋的恒定电流，因为随
电桥电阻的温度（以及因此的
电桥的激励电压） ，然后取消同步
减少peizosensitivity的。
AN135-2
Xicor公司应用笔记
通常情况下，一个10mV的 /磅压力比例株
计信号引脚2和4的输出差分
传感器，叠加在 50倍桥
激励电压。用于分离的标准方法
从公共桥接器的压力差信号
模式偏置电压是使用昂贵的，高
性能差分放大器。图3采用
不同的方案。这座桥是电流偏置的两
放大器和两个数字控制电位
为零点和满度（增益）调整。该
A2的输出驱动桥的底部，直到销4
桥的输出是一个可编程的电压接近
零伏。与销4在零伏，销2可以被视为
单端或接地参考电压。的引脚2
桥的输出然后由同相的A3放大
放大器电路。
在图4的详细电路， A2的电路提供
为精密调整任何通过DCP1 ，
传感器初始零偏移误差。为了实现这一点，该
电桥的激励电压由可编程衰减
在R2，R3 ，R4，R5的网络和应用到DCP1 。该
范围为零点调整电压为+ 22mV到
-22mV 。分辨率为172μV ，是成正比的
桥激励电压，从而提高了
的零位调整的温度稳定性。提振
AN135
为10mV /磅桥信号通过100倍，以方便1V /磅
输出电平是A3的同相放大器的通过作业
其反馈和校正网络，其中包括R7的
通过R9和DCP2 。 A3的增益可以改变
从75到125的0.2的分辨率。大桥偏差
由A 1电路，它利用电压基准提供
D1和电流检测电阻R1生成
I = 1.225V / 2K的恒流驱动桥
= 612A.
I
BIAS
A1
3
A3
4
2
V
O
= 1V / 1PSI
增益调整
–
+
A2
V
零
零点调整
1, 8
图3.压力传感器信号
调理电路 - 简化
R6
51K
–5V
R4
1K
+5V
X9258T
串行
公共汽车
100K
零点调整
–5V
DCP1
R5
1K
R2
62K
A1 + 5V
2 –
4
3
+
1
11
–5V
LM4041-1.2
R1
2K
3
4
传感器
卢卡斯NPC- 410-005
0-5 PSI
A3
2
+
–
DCP2
100K
R7 182KΩ
V
OUT
(1V=1PSI)
A2
6 –
5
+
7
1, 8
R3
62K
R9
1.5K
R8 1kΩ的
满量程
调整
所有的R
S
= 1 %
所有放大器= 1/4 LMC6064
图4.压力传感器信号调理电路 - 详细
换能器和所述的组合的净结果
图4的电路是一个信号调节精度
AN135-3
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压力传感器是相容的（感谢DCP1和
2）与校准处理的完全自动化，是非常
低总功耗（ < 1毫安，其中大部分
进到换能器激发）和（同样重要）是
成本低。
PRTD信号调理电路
其中温度传感器，铂
电阻温度检测器（ PRTD ）通常是
接受为“金标准” 。 PRTDs无处不在
并找到在航空应用范围广，环保，
工业和科学仪器领域。该
电路在图5中使用了白金电阻温度检测中的桥式电路
其输出通过一个高性能放大
仪表放大器（ IA ） 。当中存在的问题
用这种传统方法相关联的是缺乏
variablility考虑到传感器的变化，缺乏
线性化方案，并在成本高
仪表放大器。
该PRTD温度响应由电阻
的欧姆/ ℃，只有十分之一的顺序变化。故
严格必须注意换能器的作用
引线电阻。激励的幅度
目前还必须受到严格限制，否则
过度的我
2
PRTD功耗将会使
不能接受的大的自加热的测量误差。
低励磁电流和电阻小的变化
相结合，意味着由PRTD开发的信号
通常是几十μV/°C生成的顺序
在稳定的高增益直流放大的要求
信号链。此外， PRTD温度
系数仅为“合理”不变的
温度，并且作为结果， PRTD的响应是
显著的非线性。的精确测量
温度在很宽的范围依赖于
计提的PRTD信号的线性化。这些
设计考虑中的电路并入
图6和结果的精度温度计
AN135
-1V的输出范围至+ 3.5V对应于一个
温度范围为-100至+ 350℃。最大
误差超过这个范围可以调整，以± 0.02 ℃，在0℃下
和其他地方的± 0.05 ℃。
励磁电流（约250μA ）的PRTD
由2.5V基准电压VR1通过R1来源。
256抽头数字电位DCP1
提供了温度计的自动调整
比例因子和跨度。 A1是一个同相放大器
100的增益它扩展了原100μV /°C的PRTD
温度信号至0.01V / ℃。该DCP2网络
实现高分辨率的零位调整。每
增量DCP2的设置会导致200μV转变
人的输出相当于0.02 ℃的零
调整。所述R6 R9网络的对称性
周边DCP2引起零位调整到不
在A1的增益效果，对因此没有影响
温度计的量程/比例因子。同样，跨度
通过改变参考VR1调整不容
DCP1和零校准之间的交互
通过DCP2成立。
由R2提供了正面反馈线性化
通过提供一种戴维南温度计的响应曲线
的负放大器输入电阻等效 -
2064欧姆与R1并联。这就引入了一个积极的
增益斜率（大约+ 0.016 ％/℃ ），它有效地
取消PRTD温度的倾向
系数下降随温度的升高。该
结果比100提高的一个因素更好
线性在原始PRTD响应。
A1和组合的净结果的
相关联的电路是一个信号调节，精确度
温度传感器是相容的（感谢DCP1
和2）与校准处理的完全自动化，
低的总功率牵引，且成本低。
V
BIAS
V
OUT
∝
②CV
IA
PRTD
图5. PRTD传感器电路 - 基本
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