AN780
15公斤规模使用TC500A和TC520
作者：
特德·达布尼，
微芯科技公司
该TC500A有自己的无议程，因此它可以被用于产生
慢，高清晰度的转换或快速，低分辨率转换
sions 。在权衡精度每millisec-约1000计数
OND的积分时间，即， 16位为T
INT
约等于
到60毫秒。典型地，总的转换时间是约4倍的
积分时间，但是，随着TC500A ，这是相当灵活的。
T
INT
= C
INT
R
INT
V
INT
/V
IN
（最大）
eq1
介绍
一个15千克秤使用Microchip的TC500A设计
模拟处理器和TC520的16位控制器。规模
解决降至1/8克的要求和正确的范围内61/2
克。该项目考虑到了功能性规模的方方面面：
动态范围
应变计报酬
归零
过采样
单位换算（公斤磅）
在TC520是可以使用的一种数字接口装置
更换所有执行的TC500A计时，计数功能
由一个微处理器。该TC520可以使用晶体或
外部时钟的时基控制的任一操作
TC500或TC500A 。
该TC500A是执行一个双模拟处理器装置
斜率模 - 数转换功能。所有的数量的和
为转换定时必须由外部源来控制。
在几乎所有的应用中，该控制源是一个微处理器。
该微处理器被编程为监视状态，并
控制TC500A的定时。它也必须被编程为
数转换结果。
C
REF
C+
V+
REF
7 9
V+
R
INT
C
AZ
–
8 6 C
REF
卜FF器
–
4
BUF
3
C
INT
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
控制逻辑
转换国家
零积分器输出
AUTO- ZERO
信号积分
DEINTEGRATE
REF
REF
C
AZ
积分
–
+
1
C
INT
TC500/TC500A
比较1
+
–
SW
R
SW
R
V+ 11
IN
SW
I
–
SW
RI
SW +
RI
+
比较2
–
+
水平
移
14 COMP
产量
SW
Z
类似物
常见
–
V
IN
5
SW
I
SW +
RI
SW ？
SW
IZ
SW
Z
极性
发现
类似物
开关
控制
信号的
RI
SW
1
10
相
解码
逻辑
12
13
15
GND
2
–
V
S
16
+
V
S
A
B
控制逻辑
图1：
功能框图。
2002年微芯科技公司
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+5V
*C
INT
10k
1 INT
3
C
AZ
4 BUF
11
IN +
10
IN-
9
REF +
+V
16
水晶
6
7
3
4
5
13
14
OSC
OUT
OSC
IN
COMP
B
A
DV
CE
C
AZ
R
INT
.01u
100k
V
IN +
V
IN-
COMP
14
B
13
A
12
CR-
6
CR +
7
GND
15
–V
2
C
REF
+V
负载
读
D
CLK
D
IN
D
OUT
1
12
8
10
11
9
LD
RD
SK
SO
SI
.01
100k
LM285-2.5
模拟地
8
REF-
5
COM
TC500A
2
GND
TC520
CE
DGND
*C
INT
推荐聚丙烯
DV
–5V
图2：
TC500A和TC520
16位转换结果被累积在TC520沿
有极性位和超量程位。这些位被形成为
1的18位串行字可被读出，在任何速率下和在任何
时间。从TC520读串行数据不会影响
TC500A / TC520转换周期所不同的是在输出移
注册将不会更新，而阅读过程中。
集成阶段
该TC500A的积分器级的信号 - 噪声比是
功能的带的宽度。在15KG规模需要解决1克
具有至少8：1的过采样。这意味着至少12万
计数。中"1000计数每millisecond"上述规则要求
至少120毫秒的TC500A的积分时间。选择
200毫秒将降低带的宽度，并获得最高50甩/
60赫兹。应变仪是一个平衡电桥，以便输出将具有
一些常见的模式组件。 3.5V的V值
INT
代替
4V的将允许一些偏移。重新整理公式1给出了一个
对于C表达式
INT
:
C
INT
= V
IN
（最大值）T
INT
/V
INT
R
INT
= 1V 200毫秒/ 3.5V 130K = .439mF
发展中的规模应用
使用本TC500A及TC520
输入级
首先考虑的对低信号电平是源的量
增益所需要的输入放大器。该TC500A具有CMOS
输入缓冲区其中，由于单位增益相位裕度，不能有
比约和68kΩ的R低
INT
。最大电流缓冲器
V
IN
（最大值） / R
INT
）应不大于约20μA以上。这意味着
的最大输入电压TC500A应约
1.5V 。用于这种应用的15KG应变计具有输出
大约为1mV /克，它给出至少50的增益要求。
的MCP606 CMOS运算放大器是最适合于本
由于其低噪音和最小的漂移。的输出阻抗
应变的测量仪是只300Ω这样一个单端配置
是绰绰有余。相反1.5V ，实际满量程输出
卷绕为约1V。 R的值
INT
设置为130kΩ ，以及
上面的和68kΩ最小。这给出了一个缓冲的最大电流
7.6μA ，而不是20μA 。
eq2
下一个更高的共同价值是被选定为.47μF
C
诠释。
至关重要的是，此电容器是一种聚丙烯类对
非常低的介质吸收。
参考电压电路
差分基准电压由标准衍生，双
坡度比例法：
V
REF
= V
IN
（最大值）T
INT
/T
DEINT
eq3
其中T
DEINT
需要一个全面的拆散时间
转换。
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这个应用需要120000计数，这意味着
TC520的超出上限位，必须使用作为MSB ，即17位。一
参考电压与0.3ppm的温度系数/ ℃，通常是
所需的稳定性，在30 ℃的范围内。这可能是一个令人望而却步
要求。幸运的是，应变计有输出灵敏度
这是直接正比于所施加的电源电压，
V
SG
= K （V - V） P
SG
,
+
–
该TC500A具有差分参考输入，因此基准
电压不必参考接地。而不是使用一个
为TC500A精密基准和精密电源的
应变仪，结合EQ3 / a和EQ3 / b分成EQ4产生
方程的系统：
T
DEINT
= K克对
SG
T
INT
R
总
/R
REF
eq4
eq3/a
请注意， V
IN
已替换为表达式
上的应变计压力（P
SG
） ，应变计常数（K）的
和放大器（ G）的增益。实际差分基准
电压仅由电阻值之比来确定（注册商标
总
/
R
REF
).
其中K是常数为特定应变计和双
斜率转换器产生的结果是成反比
其参考电压：
T
DEINT
= V
IN
T
INT
/V
REF
通过从电源电压导出所述参考，任何变化
究竟会取消。
V
REF
= R
REF
X （V
+
– V
–
)/R
总
eq3/b
+5V
R
INT
C
INT
C
AZ
V+
R1
4
BUF
11
3
C
AZ
1
C
INT
RB
P
SG
应变计
–
V
IN +
V
IN-
TC500A
2
RA
7
–
10
6
+
V
SG
3
+
4
V
IN
+
R2a
R2b
R3
9
V
REF +
类似物
C
REF +
C
REF-
V–
常见
6
7
2
5
.68
地
–5V
8
V
REF-
V
REF
R4
V–
–V
SG
= K P
SG
(V
+
– V
–
)
G = -R
B
/R
A
V
IN
= (V
+
– V
–
) P
SG
克
R
REF
= R
2B
+ R
3
R
总
= R
1
+ R
2
+ R
3
+ R
4
V
REF
= (V
+
– V
–
) R
REF
/R
总
T
DEINT
=
V
IN
V
REF
T
INT
=
(V
+
– V
–
) P
SG
克
（V - V ）R
REF /
R
总
+
–
T
INT
= P
SG
克
R
总
R
REF
T
INT
图3：
差成比例的基准电压。
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自动调零和参考电容
这些电容器上的电压保持非常恒定，从而介
吸收是不是一个考虑因素。长积分时间呢
需要具有非常低的漏电容。一个.68μF聚酯
电容器被用来在两种情况。
有4个时钟周期/在TC520和基部积分算
计数器256计数。这将计算的时基期
正在使用0.9567mS与晶体。在200毫秒积分时间
需要209时基期。由于TC520给256时基
期间，其中47需要被带走。该值可以是
由下式确定：
N = 256
–
f
OSC
x深
INT
= 256 - 1.0703MHz X 200毫秒= 46.957
1024
1024
TC520时序
一个200毫秒积分时间已被选中。有几
与TC520可用选项来做到这一点。确切的结晶（或
时钟速率）可以选择在结合两个默认的一个
在TC520的定时或时，微处理器可以用来
编程TC520与一些任意的晶体适当的时机
频率。主要约束是TC500A具有比较
延迟约4μS 。此外， TC520具有除以4的时钟
输入。这意味着， 1MHz左右的任何可以接受的。
在TC520可以由微设置实际进行编程
积分时间内大约.5ms 。中所用的晶体
这个应用程序是1.0703MHz 。
微被编程以加载"47" （2F
H
）成TC520处
节目的开始。这将导致TC500A有一个
199.96mS的积分时间。此值将给出至少120分贝
拒绝在50 / 60Hz的。
该TC520还将利用整合时机的TC500A的
自动调零阶段。一个17位的转换将需要拆散
时间，这是振荡器频率的函数，即
2
17
x 4
÷
f
OSC
= 490mS 。
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QQ：2880707522 复制
