音影先锋亚洲天堂网|电影世界尽头的爱完整版播放|国产 熟女 91|高清无码免费观看欧美日韩|韩国一区二区三区黄色录像|美女亚洲加勒比在线|亚洲综合网 开心五月|7x成人在线入口|成人网站免费日韩毛片区|国产黄片?一级?二级?三级

首頁 | 行業(yè)黑名單 | 幫助 IC 電子元器件 電子資訊 技術(shù)資料

AD7746 的PDF資料 下載 ,2014170K

AD7746 的貨源和報(bào)價(jià) AD7746 的相關(guān)技術(shù)信息

其他型號

高精度、完全集成式電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD7746

　　電容傳感器適合小尺寸和低功耗應(yīng)用，例如壓力檢測和位置檢測，可實(shí)現(xiàn)高精密測量。它們具有極高的魯棒性、精確度和靈敏度．但實(shí)現(xiàn)起來成本和難度都很大。在傳統(tǒng)電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師必須先將電容容量轉(zhuǎn)換成電壓，接著再用一個(gè)高精度ADC把該電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)、冗長的原型評估流程和要求很高的系統(tǒng)測試通常會(huì)使設(shè)計(jì)工程師轉(zhuǎn)而尋求不同的傳感器。他們常常選擇較昂貴或者精度稍低的傳感器。ADI公司將先進(jìn)的信號處理技術(shù)和高集成度制造工藝相結(jié)合，從而以單芯片實(shí)現(xiàn)了以前需要大量分立元件支持的，傳統(tǒng)模擬電壓數(shù)字轉(zhuǎn)換器才能達(dá)到的精度水平，并且相比傳統(tǒng)的多芯片解決方案．大大降低了成本。從而解決了從電容到數(shù)字直接轉(zhuǎn)換的復(fù)雜而困難的信號處理難題，非常適用于工業(yè)、醫(yī)療儀器以及自動(dòng)傳感器。

2 AD7746引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.1 AD7746引腳及其定義

　　電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD7746具有I2C兼容的串行接口，可以方便用戶使用和進(jìn)行參考設(shè)計(jì)。該器件采用單電源供電，供電范圍為2.7 V～5.25 V。

2.2 AD7746內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能

　　AD7746內(nèi)部主要包括：24 bit的高性能∑-△ADC，精密低噪聲、低漂移基準(zhǔn)電壓源，溫度傳感器，時(shí)鐘，多路復(fù)用器，校準(zhǔn)寄存器，數(shù)字濾波器，2線(I2C兼容)串行接口。非常適合于要求以最小的功耗和印制電路板(PCB)面積實(shí)現(xiàn)高精度的工業(yè)過程控制、汽車電子設(shè)備以及醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

　　待測量的電容可直接在其輸入端進(jìn)行測量。AD7746具有24位分辨率，有效分辨率達(dá)到21位；整體線性度好于0.01％；精確度可達(dá)4fF；更新率為10 Hz～9 Hz。

3 AD7746基本工作原理

　　AD7746內(nèi)部轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的工作原理主要采用∑-△技術(shù)�！�-△技術(shù)是一種成熟的技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)∑-△ADC是通過切換片上固定的電容，并平衡可變電壓輸入和固定的電壓基準(zhǔn)輸入之間電荷來實(shí)現(xiàn)的。電容器CIN和CREF周期性地切換到電壓輸入VIN和參考輸入VREF，它們將電荷存儲到積分器CINT中。比較器檢測積分器的輸出，并控制輸入開關(guān)的相位以構(gòu)成閉環(huán)反饋環(huán)路，從而使它通過電壓輸入路徑和參考輸入路徑的電荷流動(dòng)保持平衡。所有閉環(huán)反饋環(huán)路系統(tǒng)都是為達(dá)到平衡，或者換句話說是實(shí)現(xiàn)零誤差。這就是∑-△ADC要盡力實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

　　因?yàn)殡姾膳c電壓和電容都成正比，可以使用固定的電壓來代替固定的電容，固定輸入電壓可以看作電壓激勵(lì)源，被移至芯片外的可變電容器可以看作一個(gè)電容傳感器。結(jié)果，輸出數(shù)據(jù)將表示傳感器電容相對CREF變化的比率。輸入端的電荷是不變電容和可變電容之和。其中，要測量的電容是可變電容。通過芯片內(nèi)的CAPDAC，可從電荷反饋環(huán)路中減去由不變電容產(chǎn)生的電荷。

4 基于單片機(jī)的設(shè)計(jì)

　　本文根據(jù)AD7746內(nèi)部可編程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以AT89C4051單片機(jī)為例，給出AD7746電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口及其軟件設(shè)計(jì)方法。

4.1 硬件設(shè)計(jì)方案

　　AD7746有兩個(gè)外接電容通道，即第一通道和第二通道。該器件采用兩線制。即時(shí)鐘線SCL和數(shù)據(jù)線SDA。只需將AT89C4051單片機(jī)P1口的任意兩位與SCL或SDA相連，然后進(jìn)行相應(yīng)的串口模擬編程即可。RDY引腳的狀態(tài)變化標(biāo)志著電容、溫度轉(zhuǎn)換完成的情況，屬于狀態(tài)位，與P1口除了時(shí)鐘和數(shù)據(jù)相連的兩位之外的任意一位連接都可以。本設(shè)計(jì)采用P1口的2～4位。AD7746和AT89C4051單片機(jī)都采用5 V電源供電，但對AD7746來說，需要使用外接低阻抗電容的辦法來減少電源對地的耦合作用，在圖2中，采用并聯(lián)C1和C2 (C1=0.1 pF，C2=10 pF)的方法來解決此問題。Cx、Cy為兩通道外接的可變電容，工作模式為單相。

　　另外，每個(gè)通道還可以按差分模式工作。需要指出，不管是差分模式還是單相模式，兩通道不能同時(shí)工作。通道以及工作模式的選擇都要通過軟件編程。對器件內(nèi)部寄存器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。AD7746第一通道下的差分模式接法簡圖如圖3所示，第二通道差分模式接法與之類似。

　　對于AT89C4051單片機(jī)．外圍電路需接晶振電路、看門狗電路(如MAX5045)和與PC機(jī)進(jìn)行通信的電平轉(zhuǎn)換電路(如MAX232)。

4.2 軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

　　軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是通過AT89C4051單片機(jī)對AD7746進(jìn)行編程控制，讀寫器件內(nèi)部各寄存器的數(shù)值，然后再與上位機(jī)進(jìn)行通信。

4.2.1 寄存器的讀寫

　　寄存器的讀寫應(yīng)嚴(yán)格按照器件的讀寫時(shí)序進(jìn)行。本文采用單片機(jī)語言C51編寫。讀寫時(shí)序如圖4所示。在數(shù)據(jù)傳送中，SDA攜帶數(shù)據(jù)，SCL與之同步。不管是讀還是寫，發(fā)送到SDA線上的每個(gè)字節(jié)必須為8位，每個(gè)字節(jié)后必須跟一個(gè)應(yīng)答位。但每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制。被傳送的數(shù)據(jù)主要由啟動(dòng)信號、地址碼、若干數(shù)據(jù)字節(jié)、應(yīng)答位以及停止信號等組成。在數(shù)據(jù)傳送過程中，當(dāng)SCL線是高電平時(shí)，必須保證SDA線上的數(shù)據(jù)穩(wěn)定；傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。必須由接收機(jī)發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號。

　　另外，對于數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL的高低電平，上升沿、下降沿以及數(shù)據(jù)建立和保持時(shí)間也有一定的限制，在編程時(shí)需要按器件說明書進(jìn)行。

　　讀操作包含寫的過程，下面只對讀操作進(jìn)行說明。在進(jìn)行讀時(shí)，單片機(jī)首先應(yīng)發(fā)出啟動(dòng)信號(S)，然后向AD7746寫入寫地址(SLAVE ADDR)，單片機(jī)收到應(yīng)答信號(A(S))后，就可寫入內(nèi)部所需寄存器的地址(SUB ADDR)。當(dāng)單片機(jī)再次收到應(yīng)答(A(S))后，再發(fā)起一次啟動(dòng)信號(S)，然后即可寫器件讀地址(SLAVE ADDR)。單片機(jī)第三次收到應(yīng)答信號(A(s))以后，主機(jī)、從機(jī)之問的握手信號就完成了，之后從機(jī)就會(huì)源源不斷地將器件內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送出來。在傳送數(shù)據(jù)的過程中，無須再寫內(nèi)部寄存器地址。如果不是專門需要某個(gè)寄存器的值，那么內(nèi)部寄存器的數(shù)值就會(huì)被依次輸出，因?yàn)閮?nèi)部寄存器的地址指針具有自動(dòng)加1功能。

4.2.2 寄存器的設(shè)置

　　AD7746內(nèi)部共有19個(gè)8位寄存器。前7個(gè)為只讀型：第1個(gè)為轉(zhuǎn)換狀態(tài)寄存器，后面6個(gè)用于存放電容和溫度／電壓的轉(zhuǎn)換值。其他11個(gè)寄存器的功能依次是：電容設(shè)置，溫度／電壓設(shè)置，激勵(lì)源EXC設(shè)置，轉(zhuǎn)換／更新速率配置，電容偏移量設(shè)置。電容偏置校準(zhǔn)以及電容／電壓增益校準(zhǔn)。每一個(gè)寄存器都有自己特定的地址，如果想對某可寫寄存器進(jìn)行參數(shù)修改，只需根據(jù)它的地址進(jìn)行寫操作，將待修改的數(shù)值寫進(jìn)去即可。

　　通過對電容設(shè)置寄存器(見表2)進(jìn)行配置，可以有效確定電容的工作通道和工作模式。電容設(shè)置寄存器默認(rèn)值為0x00,將CIN1置1，可以啟動(dòng)電容第2通道，為0時(shí)，只能使用第1通道。如果外接電容工作于差分模式，CAPDIFF必須置為1。單相模式下工作，CAPDIFF=0。如果CAPCHOP=1，可以使電 容通道的轉(zhuǎn)換時(shí)間變?yōu)樵瓉淼膬杀�，但通道噪音也�?huì)提高。

　　AD7746內(nèi)部具有可編程的偏移量設(shè)置寄存器，偏移量為0 pF～17 pF。通過軟件編程，可改變此轉(zhuǎn)換器的輸入量程范圍。一般下，芯片電容輸入量程為4 pF，通過設(shè)置偏移量后，量程最大可達(dá)到21 pF。電容偏移量設(shè)置寄存器(CAPDAC)見表3。后面7位為偏移量的值，0x00=0 pF，0x7F=17 pF。

　　從電容、溫度／電壓寄存器讀出的數(shù)字代碼與電容、溫度／電壓都具有一定的關(guān)系，二者可進(jìn)行換算。其他寄存器的配置情況與以上設(shè)置寄存器類似。

5 結(jié)束語

　　AD7746精確度很高，分辨率可達(dá)24 Bit，適合微小形變的測量。與單片機(jī)配合，可以用于要求高精確度、適合微形變測量的位移傳感器中。因?yàn)殡娙萜鳛槊舾性�件，可以將機(jī)械位移量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙葑兓�量。可以考慮一個(gè)極板固定不動(dòng)，由于外界或人為原因，另一個(gè)極板相應(yīng)距離變化。從而引起電容量的變化。因此只要能夠精確測出電容的變化量，就可以測出極板間距離變化量，從而達(dá)到設(shè)計(jì)者想要實(shí)現(xiàn)的目的。需要指出，此器件外接電容接法中，差分接法與單項(xiàng)接法相比不僅誤差減小很多，而且靈敏度也提高了不少。