如何使用Maxim传感器信号调节脉宽调制（PWM）比例输出

本教程讨论了如何使用Maxim传感器信号调节和变送器产品，以最大程度地降低由于温度引起的压阻传感器的明显非线性误差。这些错误是这些传感器在行业中仅受到有限应用的主要原因。它还介绍了脉宽调制（PWM），因为它是此设计中用于传输传感器信息的一种。

当今大多数硅压阻传感器都用于压力传感应用。它们采用批量微机械加工技术制造，通常以四电阻惠斯通电桥的形式排列在单个整体式芯片上。像集成电路一样，传感器价格便宜，因为它们在包含数百到数千个传感元件的晶圆上进行处理。迄今为止，这些IC传感器中的大多数已用于汽车，消费类和工业应用的中低精度要求。

众所周知，压阻传感器在整个温度范围内都具有非线性误差，这限制了它们在高端市场中的使用，而高端市场目前由价格昂贵的应变仪和其他传感器类型解决。校正硅压阻传感器的复杂误差通常需要大量的电子器件，但是Maxim的传感器信号调节器（MAX1450，MAX1452，MAX1455，MAX1462和MAX1464）会将这些误差校正到传感器固有重复性极限的1％以内。Maxim的传感器信号调理器可制造廉价的传感器，在较宽的工作温度范围内总误差<1％。

脉宽调制（PWM）提供更高的工作效率

传输传感器信息的另一种方法是使用脉宽调制（PWM）调制比例输出。调制信号（VM）是传感器的比例输出。在PWM配置中，所需的偏移量对应于10％的占空比，跨度对应于80％的占空比。当传感器的比例输出从0.5V变为4.5V时，相应的占空比从10％变为90％。像电流回路一样，PWM输出具有良好的抗噪声能力，适合长距离传输。

PWM在电池供电的应用中提供了更好的工作效率。在5V系统中，电流环路传感器需要20mW至100mW的信息传输。当PWM发送器连接到高阻抗节点时，使用PWM传输比率度量输出将需要不到1mW的功率。

生成PWM信号的最简单方法是将消息信号与三角波或斜波波形进行比较。当输入大于三角波形（载波）时，结果输出为高，而当输入小于三角波形时，结果输出为低（图1）。因此，PWM所需的两个基本模块是三角波形发生器和比较器。

在图2中，MAX492运算放大器产生三角波，MAX942比较器产生PWM输出信号。MAX492双轨至轨运算放大器产生三角波。需要轨到轨功能，因为三角波形的动态范围必须大于传感器的动态范围。积分器电路（U1-A）产生一个正向或负向斜坡，其斜率由RF和CF确定。尽管未在图2中显示，但在电源端子上应包括一个0.1pF的去耦电容器。

双重比较器（MAX942）将斜坡波形与传感器的模拟电压进行比较。该比较器具有应用所需的轨到轨输入范围。R1和R2提供迟滞，可在传感器输入快速变化的情况下确保PWM输出的精度。U2-A提供PWM输出，U2-B提供隔离和附加缓冲。

结论

MAX492双轨至轨运算放大器可帮助该设计中的脉冲宽度调制（PWM）更加高效。输出的效率在于使用MAX1452进行传感器校准，MAX1452集成了四个16位数模转换器（DAC），温度传感器和温度索引系数表，适用于大多数桥的温度补偿和线性化传感器。

编辑：hfy