本教程討論如何使用 Maxim 傳感器信號條件和發(fā)送器產(chǎn)品來最大限度地減少壓阻傳感器因溫度引起的顯著非線性誤差。這些誤差是這些傳感器在行業(yè)中應(yīng)用有限的主要原因。它還介紹了脈寬調(diào)制 (PWM)，因為它是本設(shè)計中用于傳輸傳感器信息的一種調(diào)制方式。
　　當(dāng)今大多數(shù)硅壓阻傳感器都用于壓力傳感應(yīng)用。它們采用體微加工技術(shù)制造，通常在單個單片芯片上排列為四電阻惠斯通電橋。與集成電路一樣，傳感器價格低廉，因為它們是在包含數(shù)百到數(shù)千個傳感元件的晶圓上加工的。到目前為止，大多數(shù) IC 傳感器都用于滿足汽車、消費和工業(yè)應(yīng)用的中低精度要求。
　　眾所周知，壓阻傳感器在溫度范圍內(nèi)具有非線性誤差，這限制了它們在目前由更昂貴的應(yīng)變計和其他傳感器類型解決的高端市場中的使用。糾正硅壓阻傳感器的復(fù)雜誤差通常需要大量的電子設(shè)備，但Maxim的傳感器信號調(diào)節(jié)器（MAX1450、MAX1452、MAX1455、MAX1462和MAX1464）可以將這些誤差糾正到傳感器固有重復(fù)性限制的1%以內(nèi)。Maxim 的傳感器信號調(diào)節(jié)器可打造價格低廉的傳感器，在較寬的工作溫度范圍內(nèi)提供 < 1% 的總誤差。
　　脈寬調(diào)制 (PWM) 提供更好的工作效率
　　傳輸傳感器信息的另一種方法是使用脈寬調(diào)制 (PWM) 來調(diào)制比率輸出。調(diào)制信號 (VM) 是傳感器的比例輸出。在 PWM 配置中，所需偏移對應(yīng)于 10% 占空比，跨度對應(yīng)于 80% 占空比。當(dāng)傳感器的比例輸出從 0.5V 變化到 4.5V 時，相應(yīng)的占空比從 10% 變化到 90%。與電流環(huán)路輸出一樣，PWM 輸出具有良好的抗噪性，適合長距離傳輸。
　　PWM 在電池供電的應(yīng)用中提供更好的運行效率。在 5V 系統(tǒng)中，電流環(huán)路傳感器需要 20mW 至 100mW 的功率來傳輸信息。當(dāng) PWM 發(fā)送器連接到高阻抗節(jié)點時，使用 PWM 發(fā)送比率度量輸出所需的功耗小于 1mW。
　　生成 PWM 信號的最簡單方法是將消息信號與三角波形或斜坡波形進(jìn)行比較。當(dāng)輸入大于三角波形（載波）時，所得輸出為高電平；當(dāng)輸入小于三角波形時，所得輸出為低電平（圖 1）。因此，PWM 所需的兩個基本模塊是三角波形發(fā)生器和比較器。

　　　

　在圖2中，MAX492運算放大器產(chǎn)生三角波形，MAX942比較器產(chǎn)生PWM輸出信號。MAX492 雙軌至軌運算放大器產(chǎn)生三角波。需要軌到軌功能，因為三角波形的動態(tài)范圍必須大于傳感器的動態(tài)范圍。積分器電路 (U1-A) 生成正向或負(fù)向斜坡，其斜率由 RF 和 CF 確定。盡管圖 2 中未顯示，但電源端子處應(yīng)包含 0.1μF 去耦電容器。

　

　　雙比較器(MAX942)將斜坡波形與傳感器的模擬電壓進(jìn)行比較。該比較器具有應(yīng)用所需的軌至軌輸入范圍。R1 和 R2 提供遲滯作用，確保在傳感器輸入快速變化的情況下 PWM 輸出的準(zhǔn)確性。U2-A 提供 PWM 輸出，U2-B 提供隔離和附加緩沖。

　　結(jié)論
　　MAX492 雙軌至軌運算放大器有助于提高本設(shè)計中脈寬調(diào)制 (PWM) 的效率。輸出效率在于使用 MAX1452 進(jìn)行傳感器校準(zhǔn)，MAX1452 包含四個 16 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC)、一個溫度傳感器和適合大多數(shù)電橋溫度補(bǔ)償和線性化的溫度索引系數(shù)表傳感器。