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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
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产品描述

 

 

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140mV/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

 

             

1

ISRC

电桥电流驱动模式设定

2

OUT

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VDDVSS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VDDFVSS之间连接一个0.1µF电容,可直接将VDDFVDD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(FSOTCOUTBDRAMPOUT          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=+5VVSS=0VTA=+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

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

 

输入基准失调温度系数

 

2)、注3

 

±1

 

µV/

输入基准失调调节范围

 

4)

 

±150

 

mV

放大器增益非线性度

 

VOUT=+0.5V4.5V

 

0.01

 

%

共模抑制比

CMMR

2

 

90

 

dB

输入基准调节FSO范围

 

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=+56)

 

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

 

基准电流源阻抗温度系数

αRISRC

 

 

1300

 

ppm/

FSOTC阻抗

RFTC

 

 

75

 

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

 

7

 

10k

 

cycles

最小擦除时间

 

8

 

6

 

ms

 

: 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。

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