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电子秤:受制于高精度需求?

作者:Colm Slattery,Analog Devices 公司应用工程师;Mariah Nie,现场应用工程师2006.07.19阅读 2906

  电子秤如今的趋势是朝着更高精度和更低成本的方向发展,因而对高性能模拟信号处理电路有更高的要求。起初,性能要求并不明显。大多数电子秤所输出的最终重量值的分辨率为1:3,000或1:10,000www.cechina.cn,因此一块12位或14位的ADC似乎就已经够用了。但对电子秤更详细的调查表明情况并非如此,而是需要差不多20位的ADC精度。下面我们介绍一种高精度电子秤的参考设计。
  电子秤系统
  典型的电子秤系统具有从1:3,000至1:10,000的用户分辨率(或计数)。例如CONTROL ENGINEERING China版权所有,一台称重为5千克、计数为1:10,000的电子秤,其分辨率为0.5克。该精度一般是指外部计数。为确保满足外部计数的精度要求,电子秤厂商常常要求系统的内部分辨率达到更高的量级。一些标准表明,内部系统计数精度应为外部计数精度的20倍,因此这种情况下,内部计数精度必须为1:200,000。

AD7799测量数据
图:AD7799测量数据显示了取平均如何改善测量结果。在本例
中,原始的ADC输出获得了2.3 位的改进,且对LCD 的输出更
新速率没有影响。

  在电子秤应用中CONTROL ENGINEERING China版权所有,实际上只使用了ADC量程的一小段。一般地讲,负载电池的满量程输出为6mV。前端采用典型
的128倍增益,ADC的输入在满量程时则为770 mV。因此,以标准2.5V为参考,只用到了1/3的ADC动态范围。ADC应该有3至4倍内部计数精度才能满足系统的性能要求。此时,ADC的精度必须为1:800,000或19至20位。现在我们不难理解信号处理要求的复杂性。
  改善ADC结果
  使用平均滤波器对于减少随机白噪声的效果很好CONTROL ENGINEERING China版权所有,并且仍然保持陡峭的阶跃响应。本参考设计的软件采用滑动平均算法。滤波器使用M点的滑动平均窗。滑动平均滤波器通过对输入信号上的若干点取平均,得到每个点的输出信号。以公式表示即为:

  ADuC847型集成ADC与AD7799型单机ADC的性能比较为对于低成本电子秤设计ADuC847能实现单芯片电子秤的解决方案ADuC847集成…

  ADuC847型集成ADC与AD7799型单机ADC的性能比较为:对于低成本电子秤设计,ADuC847能实现单芯片电子秤的解决方案。ADuC847集成了一个24位的sigma-delta ADC和一个兼容8052的微控制器内核。它还具有带差分模拟输入和参考输入的128倍增益PGA。而单机AD7799则拥有更好的噪声性能,更适合高端应用。
  更多详情CONTROL ENGINEERING China版权所有,请访问:
  www.analog.com/analogdialogue








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