電容信號轉(zhuǎn)換集成電路CAV424(中文自譯)

1、電容信號轉(zhuǎn)換集成電路CAV424特征比例式電源電壓：5V士5%寬工作溫度范圍：-40C+85C.電容相對變化的高檢測靈敏度：5%-100%檢測頻率頻率可高達(dá)2kHz帶大電壓擺幅的差分輸出信號集成溫度傳感器可調(diào)節(jié)的且只有兩個電阻應(yīng)用工業(yè)過程控制測距壓力測量濕度測量液位控制框圖了優(yōu)化。差分電壓輸出信號可直接連接到下面的A/D轉(zhuǎn)換器或其他AnalogMicroelectronics公司的信號調(diào)理IC。使用集成的溫度傳感器，易于建立數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)。電氣規(guī)范溫度Tamb=25C,VCC=5V時（除非另有說明）苻號Min.TtKfar1單慢供電電源電壓岀例范圍4.755.0052:V.區(qū)丈電源電壓ItY*n

2、17V灣態(tài)電說fo：J=70i85,6=10.610-1A溫度規(guī)格工作肘-：15C偲能Ta-55125C牯點(diǎn)T,150C燥阻00DILLSplaadcpacta爭aPW烯3SO16(n)卩hsticpackase-：:PE慢燼齡電容范圍CmcCrHC=1.6-Cit14:SOOPF報甥齡額聿范圍血：1134)kHz協(xié)燼齡電說舷：=25akn95L：10.75電容和分齡1和2電容1的莊圍Gru10?：PF電容根爲(wèi)的電說&Rc.hl=550kn4_5531中電容檢測靈敏度giCr=(Cji-CttyGri5100%電齊2的范圉CnCn=Cn-(l+ACi)LJ52000PF電容報埸齡2的電說Ick

3、=5Mkn4_5538中無測頗聿Ct.t=Cjz=IeF2kHz低通可調(diào)增益1W輛出電壓1.1坯-:.】V毎傾率1崗JElil=2dkXCi.i=IilFgkHz箱頗聿2faRin=2IkqCh=IilFskHzXPOUT引腳處的電阻負(fù)載200knLFOUT引腳處的電容負(fù)載Clr?xD強(qiáng)pF溫度乘駛連同輔入階段dn/dTI/jtfT=-尬r=-40-S5ftCIWppan嚴(yán)C內(nèi)駅電限1和2-RuirA.a20kn詛度系ftiii.uidAiiiOicLFJ=4眇CL?lhrc號處的出例溟豊a.ii沁參考電壓Vm電壓參考電壓與溫度之比電流負(fù)載電容尬的比例誤差險hwC包RATqVTamt)40.,

4、85CSourceSink注意溫度傳感器Frrup電壓靈敏度熱非線性VtempdVzEpdTRtempA50MQRtempA50MQRtemp250MQ.endpointmethod2.akakjrr*七Z一rrc上tjt/tz一tzftjt一上t1-Ttjf/t尹一上iritzftjt一上njtrM1）振蕩器電容必須以下列方式選擇：COSC=1.6-CX12）CX1和CX2電容范圍可擴(kuò)展，即使系統(tǒng)性能降低和電氣邊界超限。3）流入IC的電流是負(fù)的。4）RTEMP是在引腳VTEMP下最小負(fù)載電阻。邊界條件參數(shù)符號最小值典參考振蕩器的當(dāng)前定義電阻）cosc235電容積分器1的當(dāng)前調(diào)整（電阻）475

5、電容積分器2的當(dāng)前調(diào)整電阻）Rcxz475輸出階段都電阻總和90注意：系統(tǒng)在過溫工作時要求電阻NCX1,RCX2和RO）SC具有相同的溫度系0眠和在電路中非常接近的位置。電容CX1,CX2和COS度系數(shù)和在電路中非常接近的位置C也被迫具有:相同的溫心20了圧通電容刁JCl2100n20功能描述電容該CAV424在以下原則下工作。丨可變的參考振蕩Cose器其頻率是通H過電容圧6CosczCOSC設(shè)置，驅(qū)動兩個是鎖相和時鐘同步對稱的積分器。這兩個被驅(qū)動的積分器的振幅是由電容CX1和CX2決定的，其中CX1（測量信號）作為參考電容,CX2作為測量信號電容。該芯片具有高共模抑制比和高分辨率，比較兩個振

6、幅產(chǎn)生一個對應(yīng)于電容CX1和CX2相對變化的信號。這個差分信號在低通濾波后被矯正。這個濾波后的直流信號被轉(zhuǎn)換到差分的可調(diào)的輸出級。單獨(dú)的電路變量，如濾波常數(shù)和放大系數(shù)，只需調(diào)整少量都外部器件便可設(shè)定。通過使用積分器和它們的電容CX1和CX2，5%到100%的待測電容變化都可以測出。電容式傳感器的方式，其信號功能，可與CAV424條件進(jìn)行了詳細(xì)說明如下節(jié)。給出了簡單的尺寸要求，允許一個傳感器系統(tǒng)進(jìn)行組裝。參考振蕩器充電然后排出外部振蕩電容COSC的內(nèi)部寄生電容的集成電路，COSCPARINT和外部寄生電容COSCPAREXT（例如從印刷電路板組裝）。振蕩電容COSC是按如下計算的：參考振蕩器的頻

7、率是按如下給出的：OSC=I，6Cx1其中CX1是固定電容（參考電容）電容式傳感元件。參考振蕩器電流IOSC是通過外部電阻ROSC和參考電壓VM確定的:OSC二osc參考振蕩器的頻率是按如下給出的:參考振蕩器的頻率是按如下給出的:電容式積分器內(nèi)置的電容集成在很大程度上與參考振蕩器一樣的功能。一個不同之處在于放電時間，在這里是兩倍的電荷充電周期長。此外，放電電壓被鉗位在一個內(nèi)部固定電壓，VCLAMP。該電容CX1和CX2信號電壓概述圖3。電容式積分器的電流ICX由外部電阻的RCX和參考電壓VM決定：電容CX是充電至最大電壓VCX中，可以計算如下:在電容CX1和CX2兩個電壓減去彼此。應(yīng)用到VM的

8、參考電壓產(chǎn)生的差分電壓為：差分電壓VCX中，差異是應(yīng)用于一個二階低通濾波器。3dB截止頻率這兩個階段，F(xiàn)C1的和FC2，被定義為CL1和CL2的外部和內(nèi)部電阻電容R01和R02（通常20kQ的）。3dB截止頻率必須選擇方面的參考振蕩器頻率fosc和整體傳感器系統(tǒng)（fDET）要求檢測頻率。在這里，對不同頻率下的不平等，必須堅持：/detfc:fosc截止頻率fc時的外部電容CL等于Cl=2R該低通濾波器跟蹤的理想曲線圖3所示的輸出信號的計算公式為Plfwt=冬迥于厲+%with=（cn-Kiri）如果差分輸出電壓VDIFF,0太小它可以被放大使用非反相輸出放大器與擴(kuò)增的程度，正決定由電阻RL1和

9、RL2。這一級的放大倍數(shù)G+卷因此，它遵循的是，低通級的輸出信號為了減少系統(tǒng)的傳感器采集的溫度傳感器集成所需的外部元件數(shù)量。隨著處理器的援助，該傳感器可用于彌補(bǔ)整個傳感器系統(tǒng)的溫度誤差，例如。功能框圖信號調(diào)理141IVCCCAV424溫度傳感酷參考振蕩器6GND圖4：功能圖CAV424積分器2積分器1調(diào)整：零調(diào)整是由電阻RCX1或案件RCX2電容信號調(diào)理141IVCCCAV424溫度傳感酷參考振蕩器6GND圖4：功能圖CAV424積分器2積分器1調(diào)整：零調(diào)整是由電阻RCX1或案件RCX2電容CX2的變化幾乎相同（及其最?。┲?參考電流11=彳1兀.1i_111i1113,應(yīng)用實例：給出以下值：固定電容CX1：50pF變電容CX2：50.100pF的計算：在給定的邊界條件方程，這些設(shè)備的下列值可以計算，計算得到COSC：80pFCL1：10nF的CL2的：10nF的引腳排列RCOSC匚1J16CY1RCXI215CLIRCX23I4CX2RL413CL2ATOL7匚512COSCVM匚611VCCvtempL710GNDN.C.匚89N.C.圖5：CAV424弓I腳引腳名稱描述1RCOSC當(dāng)刖定義的參考振蕩器2丘cn此次調(diào)整的電容積分器13R.CX1此