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[参考译文] MSP430FR5969：通过ADC12_B与外部放大器的应变仪接口

admin
Guru**** 2048030 points
Other Parts Discussed in Thread: MSP430FR5969, THS4513, MSP430F6736A, OPA4277-SP, INA333-HT, INA826S, INA826
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/653372/msp430fr5969-strain-gauge-interface-through-adc12_b-with-external-amplifier

部件号：MSP430FR5969
主题中讨论的其他部件： THS4513， MSP430F6736A， OPA4277-SP， INA333-HT， INA826S， INA826

大家好，

我正在设计一种包括全桥应变仪的设计，用于测量储罐压力。 目前不需要太硬，但我希望将来能够以最少的重新设计提供一个非常硬的版本。 因此，MSP430FR5969 (及其-SP版本)是我对微控制器的最佳选择。 我正在尝试决定是否可以放弃使用内部12位SAR ADC。

与某些MSP430s (如 MSP430F6736A)不同，FR5969上的ADC没有可编程增益放大器。 因此，我正在考虑使用THS4513 (全差分)为MSP430FR5969 ADC12输入提供应变仪所需的增益。  我在这里的设置中是否犯了任何明显的错误？

我的预期电源电压为3V (单端)。 根据THS4513数据表，中轨周围的输入和输出范围为+/-400mV和+/-450mV。

最大电桥输出电压(3V供电)：486uV差分
要解析的最小桥输出电压：1.6uV差分
ADC参考电压+：1.2V内部参考电压(ADC12VRSEL = 0001b)
ADC参考值-：AVSS
具有差动输入的ADC ENOB：典型10.7 位(数据表中的表5.26 - 2.5V参考电压，不能确定在1.2V参考电压下下降多少)
ADC设置：12位无符号，差动输入(ADC12DIF =1b，ADC12DF = 0b，ADC12RES = 10b)
ADC电压分辨率基于ENOB：721uV

我的计算结果告诉我，我需要大约55dB的增益才能将应变仪的1.6uV差分输出与ADC的721uV灵敏度相匹配。 我担心的部分原因是THS4513的开环增益仅为68dB，而为55dB增益进行射束将需要一个大电阻器(RF为267k，rg为47欧姆)。

这种设计对我来说似乎是边缘的。 我可以继续订购THS4513 EVM，并尝试全部操作，但如果我的成功几率很低，我应该继续寻找一款与MPS430兼容的外部ADC。 作为附带说明，我没有任何其他需要I2C/SPI/ETC接口的外部芯片，这是我犹豫添加外部ADC的原因之一。

 谢谢！
保罗

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    TI__Guru**** 2048030 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    请记住，大型电阻器意味着更多的噪声和温度漂移(灾难的一种方法)。 这当然会被增益放大，这可能会给您的测量增加显著的噪音。 ºC，铜线到锡的热EMF很容易超过1.6uV/μ m。
    您可能应该研究具有足够分辨率且没有/或具有非常中等增益的ADC。
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    TI__Guru**** 2048030 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    感谢您的反馈！ 我已经考虑了其中的一些问题(例如电阻值较大的噪音问题)。 我担心应变仪的小灵敏度只能通过较大的电源电压(如12V)来解决，但接下来我遇到了将应变仪输出电平转换为MPS430允许的电压范围(3.3V或更低)的问题。 我认为外部ADC不能真正解决电平转换问题，因为它们的模拟电源范围似乎为5V或更低。
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    TI__Guru**** 2048030 points
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    事实上，外部ADC将解决您的问题。 大多数ADC都允许将GND输入到Vref (差速器为+/- Vref/2)。 他们的Vref通常独立于他们的Vcc。
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    TI__Guru**** 2048030 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    我是一位新的ADC规格人员，因此我非常感谢您与我一起完成这项工作。 很遗憾，我认为使用不同的Vref不能解决我的问题。 问题是，与我的共模电压相比，差分电压非常小。  我的应变仪仍需要非常低的参考电压或大量增益。 最后一种选择是更高的精度，但选项有限，尤其是对于具有偏硬选项的零部件。

    好消息是，我只是向机械工程师指出这将是多么困难，他们正在对精度要求作出让步。 我现在尝试从应变仪电桥获得25uV的精密电压(从1.6uV上升)，以便将差分放大器增益降低到大约30dB。 我更乐观地认为，我们能够使这项工作发挥作用。

    我仍然对实际检查感兴趣，检查我是否已将UC设置正确用于感应具有1.5V CM电压的差分信号，差分电压将仅为正(永远不会感应负压/差分电压)

    谢谢！
    保罗

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    TI__Guru**** 2048030 points
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    您好，Paul：

    我认为 ADS1282-SP 是具有PGA的抗辐射高分辨率 Δ Σ ADC，可以满足您的要求。  以下资源对于您的应变计设计应该很有帮助。

    此致，

    冬季游

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    TI__Guru**** 2048030 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好，Winter，

    正如我在最初的帖子中所提到的那样，当主板上已经有SAR ADC时，我确实希望避免为外部外围设备编写代码。

    我和一个朋友谈论我的设计，他指出了我所做的一个非常重大的疏忽... THS4513是射频部件，因此在非常低频的应用中使用它会产生许多布局和实施问题，我不准备处理这些问题。 他建议将INA333-HT仪表放大器视为一种高电流(但不是偏硬)选择。 我还在考虑使用OPA4277-SP或类似产品构建离散INA，以及电阻器阵列以实现合理匹配。

    谢谢！
    保罗

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    TI__Guru**** 2048030 points
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    我目前正在使用INA826S放大称重传感器，结果很好。
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    TI__Guru**** 2048030 points
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    您好，eltury，

    我想你的脑袋上有一颗钉子。 仪表放大器确实是正确的解决方案。 我最初担心CM电平转换，但使用正确的设备，CM输入可以向下切换至地面，发送至MSP430FR5969的信号可以是单端的。

    这里有几个拉硬INAS，但据我所了解，它们的额定电源电压不低。 我将购买专用的非拉德硬部件，如INA826，并从匹配的运算放大器中设计一个离散的INA。 我将使用集成的INA来确定性能基准，然后看看我能如何使用RAD硬版本中提供的运算放大器。

    谢谢！
    保罗