应用领域：工业电子

方案类型：芯片级方案

主控芯片：TI

方案概述

压力传感器将重量、轮胎气压、级别、外力、流量等物理值转换为 mV/V 范围内的差动信号，并被称为金属厚膜、陶瓷或压阻式传感器。大部分的设计人员使用经济高效的压电传感器 (25mbar - 25bar)，它们是非线性传感器，对温度具有依赖性并且具有大偏移和失调漂移，并且需要注意电子校准和补偿。

传感器信号调节 - 执行所有必需的功能来校准、补偿温度变化、调节，并使传感器信号线性化。

模拟/数字处理 - 有两种方法可以转换并使传感器信号线性化。模拟技术可以实现模拟解决方案并提供模拟输出。该技术经济实惠且简单快捷，但限于最大为 11 至 16 位的分辨率之内。数字更精确(高达 24 位)，数字输出速度中等。

提供高度集成的解决方案，例如专为电桥压力传感器设计的 PGA309，它由使用自动置零技术的高精度、低漂移、可编程增益仪表放大器组成，并且包含可编程故障监视器和上限/下限比例限压器。PGA309 还提供数字温度补偿电路。建议用于压力传感器调节的其它最低噪声放大器和仪表放大器包括 OPAx227、OPAx132、INA118、INA122 和 INA326。

具有集成 ADC 的微处理器 - TI 的 MSP430 和 MSC12xx 集成微处理器解决方案允许定义滤波器和重要压力级别的阈值。它们通常通过 RS-485 数字接口或 CAN 传送回中央站点，以便于记录和操作员复查。

此外，ADS125x 是具有 18 至 24 位分辨率(运行于单路 +5V 电源)的精密、广泛动态范围、Δ-Σ 模数 (A/D) 转换器。Δ-Σ 架构支持宽动态范围并保证无丢失码。它们是为心脏病诊断、智能发送器、工业过程控制、秤重等高分辨率测量应用而设计的。

时钟 - CDCE9xx 时钟系列是基于 PLL 的低成本、高性能、模块化可编程时钟合成器、乘法器和除法器。它们最多可从单输入频率中生成 9 个输出时钟。借助独立的可配置 PLL，可在系统内针对任何时钟频率(最高可达 230MHz)对每个输出进行编程。

接口/连接

传统模拟 (4 - 20mA) 和 RS-232/RS-485 接口一直是工业控制和传感器应用的常见选择。展望未来，设计人员将在其产品中集成主流有线接口，如以太网、USB 和 CAN。此外，ZigBee、蓝牙和其他低功耗无线协议等无线选项也越来越流行。TI 致力于同时为传统和新兴工业接口提供解决方案。例如，TI 最近推出了全世界首款隔离式 CAN 收发器 ISO1050。

电源 - LDO 非常适合低噪声、低功耗放大器和数据转换器，因为它们提供可实现更高信号保真度的低纹波电源轨。REF31xx 系列是以小型 SOT23-3 封装形式提供的精密的低功耗、低压降串联电压基准。REF31xx 无需负载电容器，但可借助任何电容负载实现稳定，并且可以吸入/输出驱动高达 10mA 的输出电流。

方案主控：

放大器

TLV333 – TLVx333 零漂移 CMOS 运算放大器

OPA376 – 低噪声、低 IQ 精密运算放大器

OPA4336 – MicroAmplifier™ 系列单电源、微功耗 CMOS 运算放大器

OPA2188 – 0.03µV/°C、6µV Vos、低噪声、轨至轨输出、36V 零漂移运算放大器

OPA320 – 20MHz、0.9pA Ib、RRIO、精密 CMOS 运算放大器

OPA2317 – 双路、低偏移、轨到轨 I/O 运算放大器

PGA308 – 具有可编程增益和偏差的单电源自动置零传感器放大器

PGA309 – PGA309 电压输出可编程传感器调节器

TLV2316 – TLVx316 10MHz、低噪声、RRIO、CMOS 运算放大器

OPA2170 – 采用微型封装的 36V、微功耗、轨至轨输出、双路通用运算放大器

LMV344 – 具有关断状态的四路轨至轨输出 CMOS 运算放大器

OPA4348 – 1MHz、45uA、RRIO、四路运算放大器

OPA171 – 采用微型封装的 36V 通用低功耗 RRO 运算放大器

TLC2254 – 四路轨至轨微功耗运算放大器

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INA333 – 低功耗、零漂移、精密仪表放大器

INA128 – 130dB CMRR、700µA、低功耗、精密仪表放大器

OPA2379 – 双路 1.8V、2.9uA、RR I/O 运算放大器

OPA379 – 1.8V、2.9µA、90kHz、轨至轨 I/O 运算放大器

数据转换器

ADS124S06 – 低功耗、低噪声、高度集成、6/12 通道 24 位 ADC

ADS8668 – 16 位、4 通道、软件可编程输入范围、250kSPS、ADC

ADS1120 – 具有串行外设接口的低功耗、低噪声、16 位 ADC。

ADS1220 – 具有 I2C 接口的超小型、低功耗 24 位模数转换器

ADS1118 – 具有集成 MUX、PGA、温度传感器、振荡器和参考的 16 位 ADC

ADS1148 – 用于温度传感器的 16 位模数转换器

传感器

PGA900 – 具有数字和模拟输出的可编程传感器信号调节器

PGA300 – PGA300 压力传感器信号调节器

LMT86 – 具有 AB 类输出的 LMT86 - 1.5V、SC70、多增益模拟温度传感器

LMT84 – 具有 AB 类输出的 LMT84 - 1.5V、SC70、多增益模拟温度传感器

LM20 – ±1.5°C 模拟输出温度传感器

电源管理

REF3030 – 采用 SOT23-3 封装的 3.0V 输出 50ppm/℃ 漂移 50uA 静态电流的(带隙)电压参考系列

REF3425 – 2.5V 低漂移低功耗小型串联电压基准

REF5025 – 3µVpp/V 噪声、3ppm/°C 漂移精密系列电压基准

REF3025 – 采用 SOT23-3 封装的 2.5V 输出 50ppm/℃ 漂移 50uA 静态电流的(带隙)电压参考系列

REF3125 – 采用 SOT23-3 封装最大漂移 20ppm/℃ 静态电流 100uA 的电压参考系列

REF3325 – 30ppm/C 漂移、3.9uA、SOT23-3、SC70-3 电压基准

TLVH431 – 精度为 1.5% 的低电压宽工作电流范围可调精密并联稳压器

TLVH431B – 精度为 0.5% 的低电压宽工作电流范围可调精密并联稳压器

LM4040-N – 100ppm/C 精密微功耗并联电压基准

开关和多路复用器

SN74LVC1G66 – 单路模拟开关

【SN74LVC1G66】

单路模拟开关

描述

This single analog switch is designed for 1.65-V to 5.5-V VCC operation.

The SN74LVC1G66 device can handle analog and digital signals. The device permits bidirectional transmission of signals with amplitudes of up to 5.5 V (peak).

NanoFree package technology is a major breakthrough in IC packaging concepts, using the die as the package.

特性

Available in the Texas Instruments NanoFree™ Package

1.65-V to 5.5-V VCC Operation

Inputs Accept Voltages to 5.5 V

Max tpd of 0.8 ns at 3.3 V

High On-Off Output Voltage Ratio

High Degree of Linearity

High Speed, Typically 0.5 ns (VCC = 3 V,

CL = 50 pF)

Low ON-State Resistance, Typically ≉5.5 Ω (VCC = 4.5 V)

Latch-Up Performance Exceeds 100 mA Per JESD 78, Class II

ESD Protection Exceeds JESD 22

2000-V Human-Body Model (A114-A)

200-V Machine Model (A115-A)

1000-V Charged-Device Model (C101)

【TLV333】

TLVx333 零漂移 CMOS 运算放大器

描述

TLVx333 系列 CMOS 运算放大器不但具备精密的性能，而且价格极具竞争力。这些器件属于采用专有自动校准技术的零漂移系列放大器，在整个时间和温度范围内的失调电压非常低(最大 15µV)且几乎零漂移，并且静态电流只有 28µA。TLVx333 系列 具有 轨至轨输入和输出以及几乎不变的 1/f 噪声特性，因此，这款放大器是众多 应用 的理想之选，而且更易于系统设计。这些器件经过优化，适合在 1.8V (±0.9V) 至 5.5V (±2.75V) 的低压状态下工作。

TLV333(单通道版本)提供 SC70-5、SOT23-5 和 SOIC-8 三种封装。TLV2333(双通道版本)提供 VSSOP-8 和 SOIC-8 两种封装。TLV4333 提供标准 SOIC-14 和 TSSOP-14 两种封装。所有器件版本的额定工作温度范围均为 -40°C 至 +125°C。

特性

非常出色的性价比

低失调电压：2µV

零点漂移：0.02µV/°C

低噪声：1.1 µVPP，0.1Hz 至 10Hz

静态电流：17µA

电源电压：1.8V 至 5.5V

轨到轨输入/输出

内部电磁干扰 (EMI) 滤波功能

微型封装：SOT23、SC70

【PGA309】

PGA309 电压输出可编程传感器调节器

描述

The PGA309 is a programmable analog signal conditioner designed for bridge sensors. The analog signal path amplifies the sensor signal and provides digital calibration for zero, span, zero drift, span drift, and sensor linearization errors with applied stress (pressure, strain, etc.). The calibration is done via a One-Wire digital serial interface or through a Two-Wire industry-standard connection. The calibration parameters are stored in external nonvolatile memory (typically SOT23-5) to eliminate manual trimming and achieve long-term stability.

The all-analog signal path contains a 2x2 input multiplexer (mux), auto-zero programmable-gain instrumentation amplifier, linearization circuit, voltage reference, internal oscillator, control logic, and an output amplifier. Programmable level shifting compensates for sensor dc offsets.

The core of the PGA309 is the precision, low-drift, no 1/f noise Front-End PGA (Programmable Gain Amplifier). The overall gain of the Front-End PGA + Output Amplifier can be adjusted from 2.7V/V to 1152V/V. The polarity of the inputs can be switched through the input mux to accommodate sensors with unknown polarity output. The Fault Monitor circuit detects and signals sensor burnout, overload, and system fault conditions.

For detailed application information, see the PGA309 User's Guide (SBOU024) available for download at www.ti.com.

特性

Complete Bridge Sensor Conditioner

Voltage Output: Ratiometric or Absolute

Digital Cal: No Potentiometers/Sensor Trims

Sensor Error Compensation

Span, Offset, and Temperature Drifts

Low Error, Time-Stable

Sensor Linearization Circuitry

Temperature Sense: Internal or External

Calibration Lookup Table Logic

Uses External EEPROM (SOT23-5)

Over/Under-Scale Limiting

Sensor Fault Detection

+2.7V TO +5.5V Operation

–40°C to +125°C Operation

Small TSSOP-16 Package

APPLICATIONS

Bridge Sensors

Remote 4-20mA Transmitters

Strain, Load, and Weigh Scales

Automotive Sensors

APPLICATIONS

Hardware Designer’s Kit (PGA309EVM)

Temperature Eval of PGA309 + Sensor

Full Programming of PGA309

Sensor Compensation Analysis Tool