天平:被高精度要求所拖累?

今天的趋势是向更高精度,更低成本的秤,创造更大的需求,高性能,模拟信号处理电路。最初,性能需求并不明显。大多数秤输出最终重量值的分辨率为1:3 000或1:10 000;所以12位到14位ADC似乎就足够了。

通过Colm Slattery是模拟设备公司的应用工程师,Mariah Nie是现场应用工程师。 二六年五月一日
AD7799的测量数据显示了平均如何改善结果,在这种情况下,对原始ADC输出提高了2.3位,但它对LCD输出更新速率没有影响。

今天的趋势是向更高精度,更低成本的秤,创造更大的需求,高性能,模拟信号处理电路。最初,性能需求并不明显。大多数秤输出最终重量值的分辨率为1:3 000或1:10 000;所以12位到14位ADC似乎就足够了。然而,仔细检查称重秤会发现情况并非如此,ADC精度需要接近20位。需要高精度的秤可以从参考设计中受益。

Weighscale系统

典型的秤系统的用户分辨率(或计数)在1:3 000到1:10 000之间。例如,一个体重秤可以测量5公斤,计数为1:10 000,其重量分辨率为0.5克。这种精度通常被称为外部计数。为确保满足外部计数精度,称量秤制造商通常要求系统的内部分辨率精度大一个数量级。一些标准规定内部系统计数比外部计数好20倍,因此,在这种情况下,内部计数需要达到1:20万的精度。

在称重级应用中,实际使用的ADC量程只有一小部分。通常,测压元件有一个6毫伏满量程输出。在前端使用典型的增益-128级,ADC输入在满量程时将看到约770 mV。因此,在标准2.5 v参考下,使用不到1/3的ADC动态范围。如果内部计数在770 mv满量程范围内需要1:20万精度,那么ADC的精度应该是这一要求的3- 4倍,以满足性能要求。在这种情况下,ADC必须精确到1:80万,或19到20位。信号处理需求的复杂性现在是可以理解的。

改善ADC结果

一个平均滤波器是非常好的减少随机白噪声,同时保持最尖锐的阶跃响应。参考设计的软件采用了移动平均算法。该滤波器使用m点移动平均窗口。移动平均滤波器的工作原理是将输入信号中的一些点求平均值,从而产生输出信号中的每个点。方程形式为:

ADuC847集成ADC与AD7799独立ADC的性能比较:对于低成本的称重秤设计,ADuC847可以实现单芯片称重秤解决方案。ADuC847集成了一个24位sigma-delta ADC和8052兼容的微控制器核心。ADuC847还包括一个增益为128的PGA,差分模拟输入和参考输入。独立AD7799具有更好的噪声性能,适合高端应用。