RX23E-A24bitΔΣADC-基础篇(2)用于传感器测量的Δ∑ADC的特性

原创 瑞萨MCU小百科 2024-04-10 12:00


前篇回顾


  1. ΔΣADC介绍



用于传感器测量的Δ∑ADC的特性


世界上有各种各样的传感器,除了ΔΣADC之外,还需要各种电路来测量这些传感器。当处理微小信号时,您可能需要在执行AD转换之前放大信号。然后,您将需要一个放大器。AD转换还需要参考恒压源。测量电阻传感器时,使用激励电流源让电流流过电阻非常有用。这样,除了ΔΣ ADC之外,还需要各种模拟功能来进行传感器测量。将此类模拟功能和ΔΣADC集成到单个芯片中的器件称为用于传感器测量的ΔΣADC。


本节介绍如何配置传感器的ΔΣ ADC。这是用于传感器测量的ΔΣADC示例,仅是我们RX23E-A的模拟部分。为了方便说明,我以这款RX23E-A为例进行说明,但即使是其他公司的设备也具有基本相同的配置。

•24位Δ∑ADC+可编程增益放大器(Programmable Gain Amplifier,PGA)+ 缓冲器(Buffer,BUF)

•参考电压源(Reference Voltage Source,VREF)

•参考缓冲器(Reference Buffer,RBUF)+ 外部参考输入

•激励电流源(Excitation Current Source,IEXC)

•偏置电压发生器(Bias-Voltage Generator,VBIAS)

•内部温度传感器(Internal Temperature Sensor,TEMPS)

•低边开关(Low-Side Switch,LSW)

•数字滤波器(Digital Filter,SINC4)


通过使用这些功能,可以用最少的所需外部元件来组装传感器电路。后面,将逐一介绍每个功能。


2.1 24位Δ∑ADC+可编程增益放大器(PGA)+缓冲器(BUF)


PGA采用适合传感器测量的全差分配置。

•应用

温度的高精度测量(热电偶、RTD),应变(力、重量、压力等)、电压、电流等。

•配置

可编程增益放大器(PGA),具有电压跟随器配置的缓冲器(BUF),Δ∑调制器。

•特性(适用于RX23E-A)

低偏移电压、低温度漂移(偏移/增益)、低噪声

PGA增益:1、2、4、8、16、32、64、128倍

数据速率:7.6 SPS ~ 15.625 kSPS


2.2 参考电压源(VREF)

该电路产生具有低温度漂移的2.5V恒定电压。


•应用

Δ∑ADC的参考电压、传感器电源等。

•配置

产生约1.2V恒定电压的BGR(BandGap Reference,带隙基准)和放大器电路的组合。

•特性(适用于RX23E-A)

温度漂移:10ppm/℃(典型值)

初始精度:2.5V±0.1%(最大值)

负载电流:最大+/-10 mA


2.3 参考缓冲器(RBUF)+外部参考输入

必须为ADC提供参考电压。您可以使用内置参考电压VREF作为参考电压,或者您可能想要使用除内置参考电压源之外的参考电压源。


•应用

当不使用内置VREF(例如比率法)时使用(RTD、电阻桥等)。

•配置

带有RBUF的外部参考输入,支持差分输入(可输入0至AVCC之间的任意电压,例如RFF+ = 3V & REF- = 1V)。

•特点(针对RX23E-A)

RBUF/Enable的情况:

高输入阻抗时输入偏置电流为nA量级(但是,由于输入电压范围窄,因此必须在距离电源轨向内至少0.1V处使用)。

RBUF/Disable的情况:

支持轨到轨输入(但是,会流过10uA量级的输入偏置电流)。


2.4 激励电流源(IEXC)

IEXC输出50至1000uA的恒定电流。


2.5 偏置电压发生器(VBIAS)

可以提供模拟电源电压AVCC一半的电压。


•应用

提供输入公共电压VIC;

主要假设与热电偶一起使用

•配置

电阻分压器和电压跟随器

•特点(针对RX23E-A)

不支持大负载,建议最大100uA左右(高输入阻抗电路所需)。


2.6 内部温度传感器(TEMPS)

实际上是一个测量芯片温度的电路。


•应用

温度修正

• 配置

BGR(带隙基准)和VPTAT(与绝对温度成比例的电压)的结合(PTAT:Proportional To Absolute Temperature )。

•特点(针对RX23E-A)

精度:最大±5°C

精度:取决于数据速率,但可以以毫米度为单位进行测量


2.7 低边开关(LSW)

这是一个CMOS模拟开关电路。


•应用

开关电源给传感器供电

•配置

路1触点(SPST*)

*SPST:单刀单掷

•特点(针对RX23E-A)

导通电阻:最大10欧姆

允许电流:最大30毫安*1

*1:当5V施加到120Ω应变片时,电流超过允许电流。


2.8 数字滤波器(SINC4)

它不是模拟电路,但也想解释一下数字滤波器。前面讲过,Delta Sigma通过对大量1位进行平均来提高分辨率。数字滤波器对这批1位进行平均。数字滤波器有多种类型,但大多数ΔΣADC都有一种称为SINC滤波器的数字滤波器。对于RX23E-A,有4个SINC滤波器:如图所示,传递函数是四阶滤波器,因此它乘以四次方。


•应用

通过LPF特性衰减高频噪声

特定频段的噪声抑制(例如50/60Hz)

•配置

四阶SINC滤波器

•特点

稳定时间:约4Ts[sec]・・・需要采样时间的4倍。(稳定时间是指从A/D转换开始后到输出第一个A/D转换结果的时间。)

传递函数和频率特性


需要技术支持?

如您在使用瑞萨MCU/MPU产品中有任何问题,可识别下方二维码或复制网址到浏览器中打开,进入瑞萨技术论坛寻找答案或获取在线技术支持。

https://community-ja.renesas.com/zh/forums-groups/mcu-mpu/



下一章:应用实例及设计要点


推荐阅读

RX MCU DSP库介绍及应用实例

如何提高ADC精度

研讨会回放 | 集成24位ADC的RX23E-A MCU

更多精彩内容,请点击

评论 (0)
  • 固态继电器是不需要使用任何机械部件的开关继电器。这通常使它们具有比普通机电继电器寿命更长的优势,然而,尽管固态继电器速度快且耐用,但仍具有某些设计规定。固态继电器风靡全球,彻底改变了从农业自动化到航空航天等各个行业的配电。但您可能想知道-----“固态继电器到底是如何工作的?”本文将涵盖从固态继电器基础知识到光隔离器和光耦合器、光电二极管和PN结的所有内容。固态继电器设计说明固态继电器设计通常非常简单,就像带有电源端子和负载端子的通断开关一样,当外部控制信号通过另一个端子传递到继电器时,该开关会
    腾恩科技-彭工 2024-05-24 16:05 72浏览
  • 在使用无锡明芯微电子的40v电子保险丝的过程中,发现短路时候不断重启,而且重启的频率比较快,,打嗝周期在1~2毫秒,芯片在不停尝试开启,芯片比较发热!在电路的输出端加一个肖特基,或者把双向的TVS改为单向的就圆满的解决了这个问题,整改的电路如下整改完该电路的短路波形,电路在短路后的尝试周期在600mszu左右,波形如下该电路芯片不发热,没有触发到芯片的过热波保护,从MX26631DL的电路中我们可以看到,重启delay的时间应该是是600mS所有上面的波形才是正常的,但是为何会出现第一种过流保护
    王萌 2024-05-24 07:57 90浏览
  • 作者介绍在当今的全球导航卫星系统(GNSS)技术领域,仿真测试是评估和验证GNSS接收机性能的关键环节,全球导航卫星系统(GNSS)仿真测试是确保GNSS接收机和导航解决方案在实际部署前能够正确、可靠地工作的关键步骤。无论是为了确保定位精度、测试信号干扰的影响,还是评估在复杂环境下的导航可靠性,掌握正确的坐标系知识对于进行有效的仿真测试至关重要。在GNSS仿真测试的领域,三种关键的坐标系构成了我们工作的核心:地心地固坐标系(ECEF)、地理坐标系(LLA,包括纬度、经度和海拔高度)以及本地水平坐
    虹科测试测量TM 2024-05-24 13:18 55浏览
  • 这一轮医药凛冬周期下,降至冰点的医药公司股价让不少投资者噤若寒蝉。但如果我们将视野拉长,医药产业几乎每十年就会经历一次周期轮回的生死考验,美国医药产业之所以强大,正是建立在一轮又一轮大浪淘沙之上。“衰退-复苏-繁荣”循环,从来不以人的意志为转移,而是产业发展的客观规律。在这一过程中,注定会有失败者折戟沉沙,而那些能够穿越周期的玩家则会在各自领域成为新的“霸者”。微创医疗(HK:00853)是中国医疗器械赛道的明星玩家,构建起拥有6家上市公司的药械帝国。但频繁的拆分过后,对于后续新兴业务的持续投入
    锦缎研究院 2024-05-24 14:10 49浏览
  • 背景在现代汽车电子技术中,ECU(电子控制单元)的软件升级是一项关键任务。为了提高数据传输的效率和安全性,压缩刷写技术应运而生。通过数据压缩传输,我们可以有效地增加带宽利用率,减少刷写工具与ECU之间的数据传输量,从而显著缩短ECU升级时间。此外,为了加强数据的安全性和保密性,数据传输还可以进行加密处理。在ISO14229-1规范中,请求下载服务(SID=0x34)和请求文件传输服务(0x38)定义了数据可以基于压缩和加密的方式进行传输。本文以请求下载服务为例重点介绍数据压缩部分。1.ISO14
    北汇信息 2024-05-23 11:02 79浏览
  • 数据中心与云端存储新战力 – PCIe 5.0 SSD随着人工智能(Artificial Intelligence, AI)和机器学习(Machine Learning, ML)爆炸性的应用如雨后春笋般的出现,代表着数据中心与储存服务器需要更高效能、更低延迟的高速传输需求,以应付海量数据运算存取,对储存容量、储存性能的需求空前高涨。在市场上,我们也可以观察到PCIe 5.0接口逐渐在系统以及服务器上实际搭载应用,就接口规范数据来看,可以发现到PCIe 5.0的传输速率是前代PCIe 4.0的两倍
    百佳泰测试实验室 2024-05-23 15:24 92浏览
  • ​Raspberry Pi M.2 HAT+ 使您能够将 M.2 M-key 外设(如 NVMe 驱动器和人工智能加速器)连接到 Raspberry Pi 5。它能够提供与这些外设之间的快数据传输(高达 500 MB/s),现在就可以从树莓派的授权经销商网络购买,售价仅为 12 美元。经销商:https://www.edatec.cn/cn/Raspberry Pi 5 早在去年 9 月就已推出,并搭载了一项令人兴奋的新功能。不是电源按钮,也不是电池支持的实时时钟。我们说的是 PCI Expre
    树莓派开发者 2024-05-23 16:31 104浏览
  • 在当今飞速发展的科技浪潮中,人工智能已崛起为引领未来的核心驱动力。而在这一激动人心的科技前沿领域里,AIGC作为一种尖端技术,正吸引着无数人的目光和热议。接下来我们就揭开AIGC的神秘面纱,并深入探索与其紧密相关的Midjourney,共同领略它们的神奇魅力。AIGC技术作为新兴的领域,无疑将为未来的科技发展开辟出无限的可能性。而Midjourney作为这一领域的佼佼者,必将在AIGC领域的征途上创造出更多的惊喜与奇迹,引领我们共同踏上这段精彩绝伦的旅程。AIGC的基本概念: 在深入了解Mid
    戈壁滩上绽放 2024-05-24 13:29 109浏览
  • 5月22日夜间,中国传感器产业又传来重磅新闻——上市企业歌尔股份发布《关于终止分拆所属子公司至创业板上市的公告》(下文简称《公告》):“根据 2021 年第一次临 时股东大会授权,公司董事会同意终止分拆所属子公司歌尔微电子股份有限公司 (以下简称“歌尔微”)至深圳证券交易所(以下简称“深交所”)创业板上市 (以下简称“本次分拆上市”)并撤回相关上市申请文件。”这意味着,头顶“中国第一MEMS传感器企业”光环的歌尔微电子上市之路,正式落下帷幕,令人唏嘘。彼时,歌尔微电子拟IPO募集资金约32亿元,
    传感器专家网 2024-05-24 11:37 52浏览
  • Logging是CANoe软件中的数据记录模块,主要在台架测试中使用,支持CAN/CAN FD、LIN、FlexRay以及车载以太网总线的数据记录。常用的数据记录仪还有GL数据记录仪,GL有自己单独的硬件设备,应用场景主要为台架或者实车测试,进行无人看守时的数据记录,和Logging的最大区别就是Logging是CANoe软件中的一个功能点,不是单独的硬件,同时Logging的使用,人员往往在上位机面前会进行互动操作。使用CANoe测试的过程中,我们不可能时时刻刻盯着每一帧报文去进行分析,这样就
    北汇信息 2024-05-24 10:07 44浏览
  • 光耦合器又称光电耦合器,是现代电子学中必不可少的元件,确保隔离电路之间安全有效的信号传输。本文探讨了光耦合器的特性及其多样化应用,强调了它们在各种电子系统中的关键作用。什么是光耦合器?光耦合器是一种设计用于利用光传输电信号、在输入和输出之间提供电气隔离的设备。它通常由封装在单个封装内的发光二极管(LED)和光敏接收器(例如光电晶体管)组成。当电信号激活LED时,它会发出光,光敏接收器检测到该光,并将光转换回电信号。此过程可确保输入和输出电路保持电气隔离。光耦合器的主要特性1.电气隔离:光耦合器在
    腾恩科技-彭工 2024-05-24 16:03 72浏览
  •  1、基本名词    常见的基本拓扑结构    ■Buck降压    ■Boost升压    ■Buck-Boost降压-升压    ■Flyback反激    ■Forward正激    ■Two-Transistor Forward双晶体管正激  &nbs
    丙丁先生 2024-05-24 07:51 83浏览
  • 概述近年来,工业自动化领域对智能机器人运动控制系统的需求不断增长。常见的工业机器人运动控制方式有两种:一种是基于工控机和控制卡,功能强大但复杂、布线多、兼容性差;另一种是基于软PLC,使用个人计算机或嵌入式控制器,具有开放的体系结构、便于开发和维护,支持多种编程语言,不受技术垄断限制。宏集的MC系列控制器,结合了先进的CODESYS软PLC编程环境,为用户带来了无与伦比的优势和灵活性。控制系统方案设计宏集机器人控制系统采用一主多从的控制模式,主站采用宏集MC-Prime控制器,从站采用带Ethe
    宏集科技 2024-05-23 14:33 89浏览
  • 一台之前因不明缺陷原因而插接电池就启动开机的吸尘器,只好靠插拔电池启动和关闭,继续使用了两年,终于彻底不能工作了!这是该产品的全家福,呵呵,还有一个充电器,忘了放在在一起拍照了。记得,这是2021年秋天,家人因为按键开关失控而不能关机,只能拔下电池,决定报废扔掉,我留下来想修理看看。说明书封底右下脚处印有20180517,看来是2018年产品。看电池标签显示201906,看来最早也就是2019年购置的。使用也就两年多一点。2022年11月24日做了一次故障缺陷检查。故障现象:插上电池,就一直工作
    自做自受 2024-05-24 16:21 69浏览
  • 随着科技的发展,无线技术的应用从日常生活中的手机、耳机或智能家电外,更延伸至医疗产业。无线传输能力的演进让医疗系统变得更有弹性,使得医疗照护不再受空间限制,像是透过医疗设备的无线连网功能让医疗讯息能够及时传送到远处的医护人员,利于病情的了解与诊治。此外,在有些需要以实体线材连接使用的医疗仪器,在改以无线的方式连接后,使用上就能更加便利可携。无线超音波探头可摆脱传统有线的不便然而,医疗设备种类不胜枚举,美国食品药物管理局 (FDA) 警觉到使用无线医疗产品时,需要面对无线共存干扰的问题,当产品在不
    百佳泰测试实验室 2024-05-23 16:22 130浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦