壓力信號(hào)調(diào)理專用集成電路是一種高性能、低成本信號(hào)調(diào)理器，它一般具有片內(nèi)閃存、片內(nèi)溫度傳感器和全模擬信號(hào)通路。應(yīng)用在各種工業(yè)和汽車壓力測(cè)量領(lǐng)域的壓力變送器一般都采用了信號(hào)調(diào)理器，出于成本和生產(chǎn)效率的考慮，這種信號(hào)調(diào)理器一般只限于對(duì)兩個(gè)溫度點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用。這無(wú)法將傳感器和信號(hào)調(diào)理器保持在同一溫度下。下面介紹一種常用的壓力信號(hào)調(diào)理電路。MAX1452信號(hào)調(diào)理器支持兩種補(bǔ)償方法： 第一種方法在兩個(gè)溫度點(diǎn)之間進(jìn)行線性外推處理(針對(duì)FSO和OFF DAC值)，以相應(yīng)的溫度系數(shù)裝入OFF和FSO查找表的每一單元，以糾正輸入信號(hào)的TC偏差。在這種方法中，OTC和FSOTC DAC被設(shè)置為任一固定值(和補(bǔ)償過(guò)程使用的數(shù)值一樣)。在工作期間，隨信號(hào)調(diào)理集成芯片的溫度的變化，以相應(yīng)的系數(shù)來(lái)更新OFF和FSO DAC，從而補(bǔ)償輸入信號(hào)。

第二種方法是把OFF和FSO查找表當(dāng)做一個(gè)DAC。利用隨溫度變化的電橋激勵(lì)電壓(VB)作為溫度參數(shù)，該電壓是OTC和FSOTC DAC的基準(zhǔn)電壓。根據(jù)補(bǔ)償期間的測(cè)量結(jié)果，計(jì)算OFF、FSO、OTC和FSOTC DAC的值。當(dāng)MAX1452和壓力傳感器無(wú)法保持同一溫度時(shí)，必須采用這一方法。它也可以用于信號(hào)調(diào)理芯片和傳感器溫度相同的情況。這兩種方法應(yīng)該產(chǎn)生相似的結(jié)果。如果正確實(shí)施，這些方法能夠完全消除輸入信號(hào)TC誤差的線性分量，降低輸出誤差，只剩下輸入信號(hào)TC誤差的非線性分量。

下面介紹一種常用的壓力信號(hào)調(diào)理器在應(yīng)用中常見的問題，在這里，我們采用問答的方式。

1.    問：MAX1452和MAX1455有什么區(qū)別? 答：MAX1452和MAX1455基于同樣的內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)，功能和性能相似。MAX1455包括輸出電壓嵌位功能，適合汽車應(yīng)用。MAX1452支持4-20mA應(yīng)用。

2.    問：MAX1452信號(hào)調(diào)理器的傳感器激勵(lì)模式是什么? 答：默認(rèn)模式是電流橋驅(qū)動(dòng)。但是，MAX1452也可以配置為電壓橋驅(qū)動(dòng)。ISRC和BDR引腳短路在一起可以實(shí)現(xiàn)這一配置。

3.    問：MAX1452能夠用于電壓橋驅(qū)動(dòng)模式嗎? 答：是的，把ISRC和BDR引腳短路在一起，將MAX1452配置為電壓橋驅(qū)動(dòng)模式。

4.    問：MAX1452能夠用在4-20mA應(yīng)用中嗎? 答：是的。MAX1452正常工作時(shí)吸收的最大電流小于4mA，因此，能夠用在4-20mA應(yīng)用中。

5.    問：在沒有外部放大器的情況下，能夠產(chǎn)生4V范圍(VDD = 5V)的最小傳感器輸出是多少? 答：當(dāng)最大激勵(lì)電壓設(shè)置為4.5V (VDD = 5V)，并采用最大PGA增益(234倍)時(shí)，可以確定傳感器最小輸出。使用的公式為：傳感器輸出(mV/V) = 電壓范圍(V) / [VBDR (V) * PGA增益(V/V)] * 1000，傳感器最小輸出是4mV/V。

6.    問：在沒有外部電路的情況下，能夠產(chǎn)生4V范圍(VDD = 5V)的最大傳感器輸出是多少? 答：當(dāng)最小激勵(lì)電壓設(shè)置為1.5V (VDD = 5V)，并采用最小PGA增益(39倍)時(shí)，可以確定傳感器最大輸出。使用的公式為：傳感器輸出(mV/V) = 電壓范圍(V) / [VBDR (V) * PGA增益(V/V)] * 1000，傳感器最大輸出是68mV/V。

7.    問：當(dāng)工作在數(shù)字模式下，輸出MUX采用“infinite”輸出寬度時(shí)，在接收數(shù)字命令之前，通信中斷了大約9秒鐘。在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，這是禁止出現(xiàn)的。從DMM讀取輸出后，怎樣才能避免這種不需要的等待?  答：信號(hào)調(diào)理器的電源VDD必須能夠周期上電。如果采用了提供的KEY和評(píng)估(EV kit)套件，必須執(zhí)行serial.dll中的hard_init (mode = 1)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)周期上電。在這種模式(mode = 1)下，將自動(dòng)恢復(fù)DAC中的prepower-cycle內(nèi)容，因此，對(duì)補(bǔ)償過(guò)程而言，周期上電操作是透明的。

8.    問：UNLOCK引腳需要下拉電阻嗎?  答：為方便生產(chǎn)，建議在UNLOCK引腳上使用下拉電阻。使用這一電阻后，不需要對(duì)電路板重新布線便能夠切換到數(shù)字模式(設(shè)置UNLOCK = VDD)。

9.    問：橋激勵(lì)電壓的限制是什么?  答：在FSO DAC設(shè)置限制中說(shuō)明了橋激勵(lì)限制。數(shù)據(jù)資料中規(guī)定該限制為0x4000至0xC000，VDD = 5V時(shí)，大概對(duì)應(yīng)FSO DAC的1.25V至3.75V。在實(shí)際中，橋激勵(lì)電壓能夠高達(dá)4.5V。

10.   問：模擬輸出電壓的限制是什么?  答：根據(jù)數(shù)據(jù)資料，模擬輸出電壓可以在0.2V和4.75V之間擺動(dòng)。在典型應(yīng)用中，輸出校準(zhǔn)為0.5V至4.5V。當(dāng)校準(zhǔn)后的輸出限制接近數(shù)據(jù)資料規(guī)定的限制時(shí)，輸出進(jìn)入飽和區(qū)，需要多次迭代，補(bǔ)償過(guò)程實(shí)現(xiàn)起來(lái)更加困難。

11.   問：我的傳感器可能和信號(hào)調(diào)理器的溫度不一樣。還需要補(bǔ)償傳感器嗎?  答：是的。FSOTC DAC和失調(diào)TC DAC提供一階溫度補(bǔ)償。這是因?yàn)镕SOTC DAC和失調(diào)TC DAC的參考電壓是BDR(傳感器激勵(lì))，它和溫度有關(guān)。在這種情況下，必須以常數(shù)填入內(nèi)部查找表。補(bǔ)償過(guò)程和MAX1458/MAX1478的一樣。

12.   問：在我的補(bǔ)償算法中，需要使用失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC嗎？ 答：不需要。在典型應(yīng)用中，失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC被設(shè)置為任意值；OFF和FSO查找表用于總溫度補(bǔ)償。建議將FSOTC DAC和失調(diào)TC DAC設(shè)置為非零值，例如0x0200。

13.   問：除了查找表之外，使用失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC有什么優(yōu)勢(shì)嗎？  答：是的。在失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC中裝入合適的數(shù)值可以糾正一階溫度誤差。然后，只需要通過(guò)OFF和FSO查找表來(lái)修正高階溫度誤差。這將大大提高溫度補(bǔ)償?shù)木?。然而，在大部分?yīng)用中，僅使用FSO和OFF查找表就能夠產(chǎn)生預(yù)期的結(jié)果。

14.   問：如果失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC沒有用于一階溫度補(bǔ)償，其建議值應(yīng)該是多少?  答：失調(diào)TC DAC和FSOTC DAC可以設(shè)置為任意值。但是，建議設(shè)置為非零值，例如0x0200。

15.   問：OFF查找表中的系數(shù)可以有不同的符號(hào)嗎?  答：不可以。OFF查找表中所有輸入的符號(hào)都由配置寄存器中的一個(gè)比特進(jìn)行規(guī)定。因此，在開始補(bǔ)償過(guò)程之前，必須認(rèn)真地確定失調(diào)補(bǔ)償系數(shù)都有相同的極性，正或者負(fù)。

16.   問：在補(bǔ)償過(guò)程中，可以把+5V電源直接和信號(hào)調(diào)理器的VDD連接嗎?  答：不可以。信號(hào)調(diào)理器的VDD必須通過(guò)KEY進(jìn)行連接，這樣，能夠由軟件控制信號(hào)調(diào)理器的電源。實(shí)現(xiàn)同步需要進(jìn)行這種連接，避免了每次DMM電壓讀操作9秒的等待時(shí)間，從而加速了補(bǔ)償過(guò)程。

17.   問：我在輸出上發(fā)現(xiàn)有非常低的低頻噪聲，例如2Hz到3Hz。其原因是什么?  答：低頻噪聲可能和ODAC以及OTCDAC輸出有關(guān)。Σ-Δ DAC使用電容電荷“堆”偽隨機(jī)排序，將DAC輸出保持在需要的電平上。DAC排序有時(shí)候會(huì)陷入某種模式。重復(fù)出現(xiàn)很長(zhǎng)的排序模式，產(chǎn)生輸出“諧音”，在頻譜分析儀上顯示為非常低的頻率。由于ODAC和OTCDAC之和直接進(jìn)入輸出OUT，因此，這些諧音會(huì)出現(xiàn)在輸出端?？梢赃M(jìn)行快速測(cè)試——設(shè)置信號(hào)調(diào)理器，監(jiān)視輸出，觀察低頻噪聲，然后修改DAC數(shù)值的一位或者兩位，觀察低頻噪聲是否消失，或者轉(zhuǎn)移到其他頻率上。為避免低頻噪聲，應(yīng)找到產(chǎn)生低頻噪聲的DAC設(shè)置，將所有的“諧音值”加1，以避免在ODAC表最終校準(zhǔn)中出現(xiàn)這類設(shè)置。偏置1位，對(duì)傳感器測(cè)量沒有差別。請(qǐng)注意，Maxim一直沒有出現(xiàn)過(guò)這類諧音，它是在Δ-Σ DAC上出現(xiàn)的一種假象。

18.   問：我在CLK1M引腳上看不到內(nèi)部振蕩器信號(hào)。問題出在哪里？  答：配置寄存器中的CLK1M位必須設(shè)置為“1”，TEST引腳必須連接至VDD。