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24位Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器CS1240在電子秤中的應(yīng)用
CS1240是一款中國(guó)本土開發(fā)的精密模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)芯片，分辨率為24位，有效精度高達(dá)21位，可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制、電子秤
、氣體/液體檢測(cè)儀和血液計(jì)等各種應(yīng)用。本文描述了該芯片的主要特點(diǎn)，并以普通和高精度電子秤為例，討論了CS1240的典型應(yīng)用
電路。
芯?？萍加邢薰咀灾餮邪l(fā)的CS1240是一款24位高精度、低功耗Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，其分辨率為24位，有效精度高達(dá)21位，可以在
2.7V-5.5V電源電壓條件下工作。
CS1240具有8個(gè)模擬輸入端、8個(gè)數(shù)字輸入輸出通道， 可以選擇輸入通道模擬緩沖器或者直接將信號(hào)輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模擬緩沖器可
以有效提高芯片的輸入阻抗。芯片提供內(nèi)部測(cè)試電流(2微安)，可以檢測(cè)輸入端開路或短路情況。集成的8位數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)可以通
過寄存器控制來調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的偏置電壓，有效擴(kuò)大輸入信號(hào)的范圍，zui大可以調(diào)整滿幅度(FS)的50%。
CS1240/1241帶有片內(nèi)1～128倍可編程增益放大器(PGA)，在128倍時(shí)，有效分辨率可達(dá)19位。調(diào)制器是一個(gè)二階Σ-Δ調(diào)制器，芯片的
FIR濾波器提供50Hz和60Hz陷波濾波，有效提高芯片的抗干擾性能。
CS1240/1241提供兼容串行外圍接口(SPI)的串行接口總線，并且可以通過配置使用多達(dá)8個(gè)數(shù)字I/O，只需要少量的外圍元件就可以構(gòu)
成多種多樣的應(yīng)用電路。CS1240的功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
電子秤是目前常用的計(jì)量?jī)x器，廣泛應(yīng)用在人們的日常生活中，圖2示出了電子秤的基本原理圖。
由于CS1240豐富的功能，并且?guī)в蠸PI接口可以方便的與MCU進(jìn)行通訊，因此只需極少量的外圍元件就可以構(gòu)成多種應(yīng)用方案，特別適
合應(yīng)用在電子秤中。例如，由于片內(nèi)自帶PGA，因此就可以不需要外部的放大電路，這樣可減小系統(tǒng)的噪聲，降低成本。芯片帶有自
糾正電路和系統(tǒng)糾正電路，可以糾正芯片及系統(tǒng)的增益誤差和失調(diào)誤差，進(jìn)一步提高了精度。CS1240的參考電壓輸入可以直接用電源
電壓，這樣就不需要額外的參考源，可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)、降低成本。
1．普通電子秤設(shè)計(jì)方案
圖3是采用CS1240實(shí)現(xiàn)的普通電子秤電路原理圖。傳感器出來的信號(hào)經(jīng)過外部的無源濾波器濾波后，送入到CS1240中。濾波器包括兩
個(gè)部分：*部分是由電感和電容組成的EMI濾波器，用來減小外部環(huán)境對(duì)于電路的影響；第二部分是由電阻和電容組成的RC濾波器
，用來限制輸入信號(hào)的帶寬，降低輸入信號(hào)的噪聲。