傳感器變送器簡(jiǎn)化工業(yè)設(shè)計(jì)

　LMP90080是引腳到引腳兼容產(chǎn)品系列的一員。它允許設(shè)計(jì)人員使用相同的布局，通過(guò)選擇不同的特性來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，例如分辨率、差分通道和集成電流源等。其他特性包括連續(xù)的背景校正和診斷。

　　連續(xù)背景校正對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器的增益和偏移誤差進(jìn)行補(bǔ)償，在實(shí)際上消除了隨時(shí)間和溫度變化產(chǎn)生的漂移。校正在不出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)換中斷的情況下在背景下完成。這樣便提高了終端產(chǎn)品在壽命期間的性能，并幫助縮短了與現(xiàn)場(chǎng)校正相關(guān)的停機(jī)時(shí)間。

　　傳感器診斷也在背景下完成，并且不會(huì)影響信號(hào)通路性能，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳感器短路、開路和溢出信號(hào)的檢測(cè)。LMP90080還擁有一個(gè)強(qiáng)健的具有循環(huán)冗余檢驗(yàn)的串行外設(shè)接口（SPI），以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴?p>　　這些產(chǎn)品均由Webench傳感器AFE設(shè)計(jì)工具提供支持，其可對(duì)傳感器模擬信號(hào)通路解決方案進(jìn)行設(shè)計(jì)、性能評(píng)估以及優(yōu)化。它允許導(dǎo)出AFE配置，用于微控制器代碼。另外，評(píng)估系統(tǒng)允許設(shè)計(jì)人員連接傳感器、修改設(shè)計(jì)、為傳感器AFE IC加載配置數(shù)據(jù)以及對(duì)完整解決方案進(jìn)行評(píng)估。

　　4~20mA電流環(huán)路是一個(gè)用于遠(yuǎn)距離模擬測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓I(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中，兩線傳感器使用電流來(lái)表示測(cè)量值。電路環(huán)路傳輸常用于工業(yè)中，因?yàn)樗鼡碛袕?qiáng)健的抗干擾能力，并且非常適合于遠(yuǎn)距離傳輸。另外，它的成本較低，并可以用于存在爆炸隱患的區(qū)域。

　　DAC161P997（見圖3）通過(guò)將所有精密元件都集成到一塊芯片上，簡(jiǎn)化了電流環(huán)路設(shè)計(jì)。只需要少數(shù)幾個(gè)外部器件，便可以實(shí)現(xiàn)低功耗、高精度的工業(yè)用4~20mA變送器。

　　圖3:DAC161P997簡(jiǎn)化電流環(huán)路設(shè)計(jì)。

　　DAC161P997具有一個(gè)單線接口，它是一種強(qiáng)健的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸解決方案--相比SPI接口的解決方案，它可以輕松地實(shí)現(xiàn)電流隔離。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)格式支持在不丟失數(shù)據(jù)（可能影響脈寬調(diào)制方案的問(wèn)題）的情況下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

　　器件OUT引腳提供的輸出電流可表示為：

　　I loop =（DACCODE/2 ^16）/24mA

　　有效的DACCODE范圍為滿16位代碼間隔（0x0000~0xFFFF）。

　　如圖3所示，由于過(guò)高的環(huán)路電源電壓，DAC161P997無(wú)法直接與典型的4~20mA環(huán)路實(shí)現(xiàn)接口。環(huán)路電源電壓必須逐步降低至3.3V.使用一個(gè)超低靜態(tài)電流線性調(diào)節(jié)器（例如LM2936）或者低功耗開關(guān)調(diào)節(jié)器（例如LM2840），便可以達(dá)到上述目標(biāo)。設(shè)計(jì)人員應(yīng)緊記，調(diào)節(jié)器的靜態(tài)電流會(huì)對(duì)最小可達(dá)環(huán)路電流產(chǎn)生直接影響。

　　由于溫度變送器由環(huán)路本身供電，各種器件的電流消耗應(yīng)盡可能低，以符合系統(tǒng)的3.5mA功耗預(yù)算要求。DAC161P997的電流消耗低于190μA，輸出電流溫度系數(shù)為29ppm/℃，而長(zhǎng)期的輸出電流漂移為90ppm滿量程。

　　本文小結(jié)

　　諸如LMP90xxx和DAC161P997集成解決方案可以降低傳感器和變送器組合的難度、減少器件數(shù)目并節(jié)省電路板空間。LMP90xxx可以和各種不同的傳感器接口，包括溫度、壓力和其他電壓輸出檢測(cè)器。這種器件由傳感器AFE設(shè)計(jì)工具提供支持，它讓廣大的工程師能夠?qū)ψ约旱慕鉀Q方案進(jìn)行在線設(shè)計(jì)與評(píng)估。