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3.1 比例式測量

圖 3-1 顯示了通常如何使用比例基準配置進行電橋測量。電橋的輸出由 ADC 進行測量，而單個電源被用作電橋激勵電壓和 ADC 基準電壓。

圖 3-1 比例式電橋測量示例

ADC 對輸入電壓 V_IN 采樣，并將其與基準電壓 V_REF 進行比較。V_IN 是 V_SIGNAL+ 和 V_SIGNAL–（或 AINP 和 AINN）之間的電壓差，而 V_REF 是 V_SENSE+ 和 V_SENSE–（或 REFP 和 REFN）之間的電壓差。ADC 按照方程式 14 生成與 V_REF 成正比的輸出代碼：

方程式 14.

O u t p u t C o d e \propto \frac{V_{I N}}{V_{R E F}} = \frac{V_{I N}}{A V D D}

方程式 14 用 AVDD 代替 V_REF 項，因為在圖 3-1 中 AVDD 連接到 REFP 并且 REFN 接地。還要注意，方程式 13 說明 V_OUT 等于 V_EXCITATION 乘以 ΔR 與 R 之比。在圖 3-1 中，AVDD = V_EXCITATION+ - V_EXCITATION-，而 V_{OUT (Bridge)} = V_{IN (ADC)}。代入后可得出方程式 15：

方程式 15.

V_{I N} = V_{E X C I T A T I O N} ? (\frac{? R}{R}) = A V D D ? (\frac{? R}{R})

用方程式 15 代替方程式 14 中的 V_IN 項可得到方程式 16：

方程式 16.

O u t p u t C o d e \propto \frac{V_{I N}}{A V D D} = \frac{? R}{R}

方程式 16 中的輸出代碼與 ΔR 成正比。此外，方程式 16 表明不需要 AVDD 和 V_IN 的準確值。輸出代碼與電橋上的應變成正比。

比例式測量的一個優(yōu)勢是，測量值針對 V_REF 的變化相對恒定。這在方程式 16 中也有體現(xiàn)，公式中的輸出與 ΔR/R 成正比，因此與 V_REF 或 V_EXCITATION 的準確值無關。因此，比例式測量不太容易受 V_EXCITATION 隨時間和溫度的漂移所影響。假設基準輸入和測量輸入中的噪聲是相關的，那么 V_EXCITATION 源中的任何噪聲也應會抵消。通常，如果基準輸入和測量輸入的濾波器帶寬相同，則上述噪聲源就比較有相關性。