本教程討論如何使用 Maxim 傳感器信號條件和發(fā)送器產品來最大限度地減少壓阻傳感器因溫度引起的顯著非線性誤差。這些誤差是這些傳感器在行業(yè)中應用有限的主要原因。它還介紹了脈寬調制 (PWM)，因為它是本設計中用于傳輸傳感器信息的一種調制方式。
　　當今大多數(shù)硅壓阻傳感器都用于壓力傳感應用。它們采用體微加工技術制造，通常在單個單片芯片上排列為四電阻惠斯通電橋。與集成電路一樣，傳感器價格低廉，因為它們是在包含數(shù)百到數(shù)千個傳感元件的晶圓上加工的。到目前為止，大多數(shù) IC 傳感器都用于滿足汽車、消費和工業(yè)應用的中低精度要求。
　　眾所周知，壓阻傳感器在溫度范圍內具有非線性誤差，這限制了它們在目前由更昂貴的應變計和其他傳感器類型解決的高端市場中的使用。糾正硅壓阻傳感器的復雜誤差通常需要大量的電子設備，但Maxim的傳感器信號調節(jié)器（MAX1450、MAX1452、MAX1455、MAX1462和MAX1464）可以將這些誤差糾正到傳感器固有重復性限制的1%以內。Maxim 的傳感器信號調節(jié)器可打造價格低廉的傳感器，在較寬的工作溫度范圍內提供 < 1% 的總誤差。
　　脈寬調制 (PWM) 提供更好的工作效率
　　傳輸傳感器信息的另一種方法是使用脈寬調制 (PWM) 來調制比率輸出。調制信號 (VM) 是傳感器的比例輸出。在 PWM 配置中，所需偏移對應于 10% 占空比，跨度對應于 80% 占空比。當傳感器的比例輸出從 0.5V 變化到 4.5V 時，相應的占空比從 10% 變化到 90%。與電流環(huán)路輸出一樣，PWM 輸出具有良好的抗噪性，適合長距離傳輸。
　　PWM 在電池供電的應用中提供更好的運行效率。在 5V 系統(tǒng)中，電流環(huán)路傳感器需要 20mW 至 100mW 的功率來傳輸信息。當 PWM 發(fā)送器連接到高阻抗節(jié)點時，使用 PWM 發(fā)送比率度量輸出所需的功耗小于 1mW。
　　生成 PWM 信號的最簡單方法是將消息信號與三角波形或斜坡波形進行比較。當輸入大于三角波形（載波）時，所得輸出為高電平；當輸入小于三角波形時，所得輸出為低電平（圖 1）。因此，PWM 所需的兩個基本模塊是三角波形發(fā)生器和比較器。

　　　

　在圖2中，MAX492運算放大器產生三角波形，MAX942比較器產生PWM輸出信號。MAX492 雙軌至軌運算放大器產生三角波。需要軌到軌功能，因為三角波形的動態(tài)范圍必須大于傳感器的動態(tài)范圍。積分器電路 (U1-A) 生成正向或負向斜坡，其斜率由 RF 和 CF 確定。盡管圖 2 中未顯示，但電源端子處應包含 0.1μF 去耦電容器。

　

　　雙比較器(MAX942)將斜坡波形與傳感器的模擬電壓進行比較。該比較器具有應用所需的軌至軌輸入范圍。R1 和 R2 提供遲滯作用，確保在傳感器輸入快速變化的情況下 PWM 輸出的準確性。U2-A 提供 PWM 輸出，U2-B 提供隔離和附加緩沖。

　　結論
　　MAX492 雙軌至軌運算放大器有助于提高本設計中脈寬調制 (PWM) 的效率。輸出效率在于使用 MAX1452 進行傳感器校準，MAX1452 包含四個 16 位數(shù)模轉換器 (DAC)、一個溫度傳感器和適合大多數(shù)電橋溫度補償和線性化的溫度索引系數(shù)表傳感器。