HJ1452高精度传感器信号调理电路
HJ1452高精度传感器信号调理电路
一、概述
HJ1452是一种高度集成的模拟传感器信号处理器，可适用于优化工业制造和过程控制中所采用的电阻传感器。HJ1452具有放大、校准和温度补偿功能，其综合工作特性可以逼近传感器所固有的可重复能力。其全模拟信号通道在输出信号中无引入量化噪声，并利用集成的四路16位数/模转换器（DAC）实现了数字化校正，对信号的零位和幅值进行校准，赋予了传感器产品真正的可互换性。
主要特点有：
具有放大、校准和补偿功能 单引脚数字编程
16位的零位和幅值的校准精度 无需外接调节元件
内嵌查找表，支持多点校准的温度修正 全模拟信号通道
支持电压桥和电流桥激励 高达3.2kHz的响应频率
内嵌通用运算放大器 Secure-Lock防止数据破坏
适用于输出灵敏度从1～40mV/V的传感器 2mA低电流损耗
二、电原理框图
三、封装形式及引出端功能
1．封装形式
采用D16S2陶瓷双列直插和F16-01陶瓷扁平封装。外形尺寸见附录一图1和图9。
（D16S2顶视图） (F16-01顶视图)
2．引出端功能
|
引脚号 |
符 号 |
功 能 |
|
1 |
ISRC |
电桥电流驱动模式设定 |
|
2 |
OUT |
高ESD，扫描多个通道的输出信号，在噪声环境下，需外接一个0.1µF电容，OUT可以直接与DIO并联。 |
|
3 |
VSS |
负电源电压 |
|
4 |
INM |
电桥负输入端，通过配置寄存器可与INP互换。 |
|
5 |
BDR |
电桥驱动 |
|
6 |
INP |
电桥正输入端，通过配置寄存器可与INM互换。 |
|
7 |
VDD |
正电源电压，需在VDD与VSS之间连接一个0.1µF电容。 |
|
8 |
TEST |
内部连接，接至VSS。。 |
|
9 |
VDDF |
EEPROM正电源电压，需在VDDF与VSS之间连接一个0.1µF电容，可直接将VDDF与VDD连接，或为了抑止噪声，通过1kΩ电阻与VDD连接。 |
|
10 |
UNLOCK |
锁解除，允许与器件通信。 |
|
11 |
DIO |
数字输入、输出，DIO允许与设备通信。 |
|
12 |
CLK1M |
1MHz时钟输出、通过配置位可关闭该时钟。 |
|
13 |
AMPOUT |
通用放大器输出 |
|
14 |
AMP- |
通用放大器反相输入 |
|
15 |
AMP+ |
通用放大器同相输入 |
|
16 |
FSOTC |
幅值温度误差修正系数，数模变换FSOTC的缓冲输出。 |
四、绝对最大额定值
电源电压（VDD~VSS） -0.3~6V
其它端电压 （VSS-0.3V）~（VDD+0.3V）
短路时间（FSOTC，OUT，BDR，AMPOUT） 持续
耗散功率 640mW
结温 +150℃
贮存温度 -65~+150℃
工作范围温度 -55～+125℃
引线焊接温度（10s） +300℃
五、电特性
除非另有说明，VDD=+5V，VSS=0V，TA=+25℃。
|
参数名称 |
符号 |
测试条件 |
规范值 |
单位 |
||
|
最小值 |
典型值 |
最大值 |
||||
|
电源电压 |
VDD |
|
4.5 |
5 |
5.5 |
V |
|
电源电流 |
IDD |
注1） |
|
2.0 |
2.5 |
mA |
|
振荡频率 |
fOSC |
|
0.85 |
1 |
1.15 |
MHz |
|
模拟输入 |
||||||
|
输入阻抗 |
RIN |
|
|
1 |
|
MΩ |
|
输入基准失调温度系数 |
|
注2）、注3） |
|
±1 |
|
µV/℃ |
|
输入基准失调调节范围 |
|
注4) |
|
±150 |
|
mV |
|
放大器增益非线性度 |
|
VOUT=+0.5V～4.5V |
|
0.01 |
|
% |
|
共模抑制比 |
CMMR |
注2） |
|
90 |
|
dB |
|
输入基准调节FSO范围 |
|
注5） |
|
1~40 |
|
mV/V |
|
模拟输出 |
||||||
|
差动信号增益范围 |
|
|
|
39~240 |
|
V/V |
|
差动信号增益 |
AC |
0000bin |
34 |
39 |
46 |
V/V |
|
0001bin |
47 |
52 |
59 |
|||
|
0010bin |
58 |
65 |
74 |
|||
|
0100bin |
82 |
91 |
102 |
|||
|
1000bin |
133 |
143 |
157 |
|||
|
最大输出电压摆幅 |
VPP |
|
|
0.02 |
|
V |
|
输出电压低电平 |
VOL |
IOUT=1mA,TA= Tmin- Tmax |
|
0.10 |
0.2 |
V |
|
输出电压高电平 |
VOH |
IOUT =1mA,TA= Tmin- Tmax |
4.75 |
4.87 |
|
V |
|
直流输出阻抗 |
|
|
|
0.1 |
|
Ω |
|
输出失调比 |
ΔVOUT/Δoffset
|
|
0.90 |
1.05 |
1.20 |
V/V |
|
输出失调比温度系数 |
ΔVOUT/ΔoffsetTC
|
|
0.9 |
1 |
1.20 |
V/V |
|
台阶响应和IC |
|
|
|
150 |
|
µs |
|
最大电容负载 |
CO |
|
|
1 |
|
µF |
|
输出噪声 |
eR |
|
|
0.5 |
|
mVRMS |
|
桥驱动 |
||||||
|
桥电流 |
IBDR |
RL=1.7kΩ |
0.1 |
0.5 |
2 |
mA |
|
电流镜比 |
A/A |
|
10 |
12 |
14 |
A/A |
|
VSPAN范围（span码） |
|
TA= Tmin- Tmax |
4000 |
|
C000 |
hex |
|
数模转换器 |
||||||
|
DAC |
|
|
|
16 |
|
bits |
|
ODAC位权 |
ΔVOUT/Δcode |
DAC基准=VDD=+5V |
|
76 |
|
µV/ bits |
|
OTCDAC位权 |
ΔVOUT/Δcode |
DAC基准=VDD=+5V |
|
38 |
|
µV/ bits |
|
FSODAC位权 |
ΔVOUT/Δcode |
DAC基准=VDD=+5V |
|
76 |
|
µV/ bits |
|
参数名称 |
符号 |
测试条件 |
规范值 |
单位 |
||
|
最小值 |
最小值 |
最小值 |
||||
|
FSOTCDAC位权 |
ΔVOUT/Δcode |
DAC基准=VDD=+5V |
|
38 |
|
µV/ bits |
|
IRODAC分辨率 |
|
|
|
4 |
|
µV |
|
IRODAC位权 |
ΔVOUT/Δcode |
DAC基准=VDD=+5注6) |
|
9 |
|
µV/ bits |
|
FSOTC缓冲器 |
||||||
|
最小输出电压摆幅 |
|
无负载 |
|
|
VSS +1.0 |
V |
|
最大输出电压摆幅 |
|
无负载 |
VDD -1.0 |
|
|
V |
|
电流驱动 |
|
VFSOTC=12.5V |
-40 |
|
+40 |
µA |
|
内阻抗 |
||||||
|
基准电流源阻抗 |
RISRC |
|
|
75 |
|
kΩ |
|
基准电流源阻抗温度系数 |
αRISRC |
|
|
1300 |
|
ppm/℃ |
|
FSOTC阻抗 |
RFTC |
|
|
75 |
|
kΩ |
|
FSOTC阻抗温度系数 |
αRFTC |
|
|
1300 |
|
ppm/℃ |
|
温度—数字转换器 |
||||||
|
温度DAC分辨率 |
|
|
|
8 |
|
bits |
|
失调 |
|
|
|
±3 |
|
LSB |
|
增益 |
|
|
|
1.45 |
|
℃/bit |
|
非线性 |
|
|
|
±0.5 |
|
LSB |
|
低位数字输出 |
|
|
|
00 |
|
hex |
|
高位数字输出 |
|
|
|
AF |
|
hex |
|
通用运算放大器 |
||||||
|
开环电压增益 |
AVD |
RL=100kΩ |
|
90 |
|
dB |
|
输入共模电压范围 |
VCM |
|
VSS |
|
VDD |
V |
|
输出电压幅度 |
VOPP |
无负载,TA= Tmin- Tmax |
VSS +0.02 |
|
VDD-0.02 |
V |
|
输出电压高电平 |
VOH |
|
4.85 |
4.90 |
|
V |
|
输出电压低电平 |
VOL |
|
|
0.05 |
0.15 |
V |
|
输入失调电压 |
VIO |
|
-20 |
|
+20 |
mV |
|
单位增益带宽 |
BW |
|
|
2 |
|
MHz |
|
EEPROM |
||||||
|
最大擦写周期 |
|
注7） |
|
10k |
|
cycles |
|
最小擦除时间 |
|
注8） |
|
6 |
|
ms |
注: 1）不包含传感器和负载电流。
2）所有电子温度误差同传感器误差共同被补偿。
3）传感器和HJ1452必须在同一温度下校准和使用。
4）这是所允许的传感器最大偏移量。
5）这是折算到传感器驱动电压的传感器的灵敏度，假设一个期望的+4V满跨度输出和2.5V桥电压。
6）位权与VDD成比例关系。
7）推荐在室温下，设定EEPROM程序。
8）在送出任一指令前，允许最小6ms间隔时间。
六、典型应用
1．比例输出电路
2．非比例输出电路
七、应用注意事项
1．在紧靠VDD端接入0.1~5µF钽电容。
2．可在输出端接入一个EMI抑制电容。
3．有关应用详细资料可查阅HJ1452技术文件。