扩展电容数字转换器AD7745/AD7746的容性输入范围

　

概要：择R1值为100 kΩ。然后计算R2的电阻值，并将其向下舍入为标准E96系列中的值：使用CapDAC可以用AD7745/AD7746的CapDAC来补偿传感器元件的大电容。对于AD7745/AD7746，CapDAC的满量程最小值为17 pF，典型值为21 pF。因此，对于给定CapDAC设置，电容可能会因器件不同而有很大差别。其原因在于，AD7745/AD7746片内电容可能会随各批次所采用的生产工艺不同而有所变化。不过，片内电容之间的比率变化非常小。www.592dz.comAD7745/AD7746容性输入经过工厂校准。此校准系数存储在电容增益寄存器(Cap Gain Register)中。电容增益寄存器中存储的校准系数计算如下：因此，内部基准电容CREF可以定义为AD7745/AD7746的容许满量程输入电容与增益校准系数的乘积。对于AD7745/AD7746，满量程CapDAC电容与内部基准电容CREF 之间的比值为3.2。因此，CapDAC满量程电容计算如下：如果增益校准系数为1.4，则得到的CREF 和CCAPDAC值为：范围扩展电路确保检测电容CSENS 内的电荷转移始终在AD7745/AD7746的输入范围内。CapDAC接受CIN输入端检测电容的电荷，

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    电路功能与优势

    本电路提供一种扩展AD7745/AD7746容性输入范围的方法。同时，还说明如何充分利用片内CapDAC，使范围扩展系数最小，从而优化电路，实现最佳性能。AD7745具有一个电容输入通道，AD7746则有两个通道。每个通道均可配置为单端输入或差分输入方式。

图1. AD7745容性输入范围扩展电路（原理示意图，未显示去耦和所有连接）

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计算所需的范围扩展系数F

首先要找出哪一个传感器参数是所需范围扩展的主要因素。

传感器的大电容可能高达200 pF，因此所需范围扩展系数为



传感器的动态范围计算如下：



该动态范围所需的范围扩展系数计算如下：



计算表明，决定范围扩展系数的参数是传感器大电容；因此，后续计算将使用F = 11.76。

选择电阻值R1和R2

选择R1值为100 kΩ。然后计算R2的电阻值，并将其向下舍入为标准E96系列中的值：

使用CapDAC

可以用AD7745/AD7746的CapDAC来补偿传感器元件的大电容。对于AD7745/AD7746，CapDAC的满量程最小值为17 pF，典型值为21 pF。因此，对于给定CapDAC设置，电容可能会因器件不同而有很大差别。

其原因在于，AD7745/AD7746片内电容可能会随各批次所采用的生产工艺不同而有所变化。不过，片内电容之间的比率变化非常小。

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AD7745/AD7746容性输入经过工厂校准。此校准系数存储在电容增益寄存器(Cap Gain Register)中。电容增益寄存器中存储的校准系数计算如下：

因此，内部基准电容CREF可以定义为AD7745/AD7746的容许满量程输入电容与增益校准系数的乘积。



对于AD7745/AD7746，满量程CapDAC电容与内部基准电容CREF 之间的比值为3.2。因此，CapDAC满量程电容计算如下：



如果增益校准系数为1.4，则得到的CREF 和CCAPDAC值为：

范围扩展电路确保检测电容CSENS 内的电荷转移始终在AD7745/AD7746的输入范围内。CapDAC接受CIN输入端检测电容的电荷，导致测得的电容减小，这可以用来补偿传感器的大电容。CapDAC电容的一个LSB代表对检测电容补偿：

计算所需的CapDAC设置

CapDAC有一定的动态非线性(DNL)误差。建议通过CapDAC设置，让应用的目标校准点位于容性输入范围的零电平。然后，利用现有系统失调校准功能，就可轻松消除其余失调。

对于本文的湿度传感器元件示例，所需CapDAC设置计算如下：

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