芯海科技计重秤方案

发布时间：2014-01-16 阅读量：838 来源: 发布人:

【导读】CS1231/CS1232是两款高精度24位Sigmal-Delta模数转换器(ADC)，内部集成低噪声仪用放大器，集成RC振荡器。CS1231在PGA=128时有效精度为20.3位，CS1232在PGA=128时有效精度为20.8位，CS1231/CS1232用于设计的计重秤方案可达到1/60000的精度（传感器灵敏度：2mV/V）。

计重秤芯片选型

该方案采用的是芯海科技CS1231芯片。CS1231是一款高精度24位Sigmal-Delta模数转换器(ADC)，内部集成低噪声仪用放大器，集成RC振荡器。CS1231最高有效精度(ENOB)可达21.2位，可广泛应用于高精度测量领域。

1、芯片特点

集成低噪声PGA，放大倍数可选64，128；
集成单通道24位无失码差分输入，PGA=128时ENOB为20.3；
P-P噪声（PGA=128）：10Hz：183nV；80Hz：421nV；
集成RC振荡器（±8%），也可外接时钟输入；
输出速率10Hz/80Hz可选；
集成2线SPI通讯接口；
INL小于0.001% ；

2、原理框架图

图1 芯片框架图

3、芯片应用场合

工业过程控制、电子秤、液体/气体化学分析、血液计、智能变换器、便携式设备。

4、部分原理简介

（a）电源

AD部分与MCU部分的工作电源分离。MCU部分工作电源与显示的工作电源为同一电源，此电源会由于MCU的工作电流及显示的电流变化而造成一定的波动，所以在高精度应用场合，为了避免MCU部分的工作电源对AD部分工作电源造成影响，于是将AD部分的工作电源与MCU的工作电源分开。

图2 AD部分电源

图3 MCU部分电源

参考电源设计

参考电源REFP端与AVCC相连，REFN端与AGND相连，使用2个电容（C13、C14）进行滤波，C13用于滤除高频段噪声，C14用于滤除频段较低的噪声。

图4 参考电源设计原理图

（b）通信接口处理

CS1231的通讯接口与MCU相连的过程中，各串联1个1K的电阻，此电阻可以平衡MCU与ADC之间接口的电压，同时还可以提高通讯在EMC方面的可靠性。

图5 参考通信电路

（c）模拟输入端电路

图6 模拟输入端电路

（1）桥式传感器供电。使用VREF为传感器的激励电源，旁接一个电容C12以保证激励电源的稳定性。
（2）信号输入端经过一个RC滤波器（R6、C16；R7、C18）再进入ADC，用于提高抗RF辐射干扰性能。

计重秤方案介绍

方案特点：

精度可达到1/60000，抗射频能力强；
高低温性能：6ppm/度，集成RC振荡器，外围电路简单；
ADC的设置由芯片的引脚硬件上确定，可靠性强；
集成2线SPI通讯接口，与主控器的接口简单；
外围电路简单，PCB Layout方便；

设计框架图

图7 计重秤方案框架

详细资料下载：

CS1231芯片手册及电子秤原理应用

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