MAXREFDES75#：24位称重秤参考设计解析

在工业应用中，称重秤承担着质量测量的关键任务，从微量反应物到大型货物集装箱，称重在众多流程中都提供了关键信息。而现代称重秤的核心部件是模数转换器（ADC）。今天我们就来深入了解一下MAXREFDES75#这款24位称重秤参考设计。

文件下载：MAXREFDES75#.pdf

一、设计概述

MAXREFDES75#将一个完整的24位ADC集成到高性能系统中，能够进行小信号（低至±25mV满量程）的24位测量，同时生成高压传感器电源，并产生与输入信号成比例的0到10V输出。该参考设计具有以下特点：

1. 比例测量：可进行比例测量或与精密电压参考进行比较测量。
2. 用户可编程校准：支持用户对传感器（称重传感器）和DAC进行可编程的偏移和增益校准。
3. 电压输出范围映射：用户可以对电压输出范围进行映射设置。

二、关键组件

1. MAX11270

• 高分辨率与高速：具有24位分辨率，采样率可达64ksps。
• 低噪声与高增益：噪声低至6nV/√Hz，集成可编程增益放大器（PGA），增益最高可达128。

2. MAX542

• 无缺失码：具备16位分辨率，且无缺失码。
• 高精度：积分非线性（INL）最大为±2 LSB。

三、详细设计

1. 信号链

信号链从传感器信号直接输入到MAX11270开始，由于MAX11270集成了PGA，因此无需外部运算放大器。经过MAX14850隔离后，MAXQ622读取输入信号，应用零偏移和重量因子，得出最终的重量值。然后，MAXQ622根据DAC校准和输出范围映射计算DAC值，并将其写入DAC。

2. 传感器电源配置

MAXREFDES75#提供多种传感器电源选项，可使用10V或3.3V来激励称重传感器。10V激励能提供最高性能，但会增加成本；3.3V轨是ADC运行所必需的，在所有配置中都可用。此外，ADC可配置为比例模式，参考电压可来自10V轨的电阻分压器或MAX6126电压参考。

3. 电源供应

MAXREFDES75#板通过X2端子块从9V至40V、200mA的单一直流电源获取电力。MAX17501从可变输入电源生成+8V轨，MAX16910 LDO从8V轨为MAXQ622生成3.3V。MAX13256为ADC、DAC、电压参考、称重传感器和模拟输出生成隔离的正负轨。MAX16910 LDO为MAX542生成VDD，MAX8510 LDO为MAX11270生成AVDD和DVDD，MAX9633为称重传感器生成低噪声10V电源。

四、快速启动

1. 所需设备

• MAXREFDES75#
• 运行Windows 7或更高版本操作系统的PC
• 微型USB电缆
• +12V直流电源（电压范围9V至40V）
• 精密电压表
• 用于测量重量的称重传感器设置
• 2mm的小螺丝刀

2. 操作步骤

1. 连接称重传感器：将称重传感器的正电源连接到S+，负电源连接到S-，输出连接到IN+和IN-。
2. 施加电源：在板左侧的X2连接器上施加9V至40V的电压，输入具有反极性保护。
3. 初始化测量：上电后，板将进行10次测量，并显示ADC LSB值。这10次测量的平均值将作为零位。注意在测量前移除称重传感器上的所有重量，并避免振动。
4. 验证显示：上电后，显示应显示约0克，放置重量后数字应发生变化。
5. 校准板：下载并安装MAXREFDES75#校准GUI，通过USB电缆将PC与MAXREFDES75#连接。使用“自动校准”选项进行校准，校准完成后，结果将显示在“手动校准”选项卡中。
6. 校准DAC：使用精密万用表测量AOUT和AGND之间的电压，分别测量0.625V和9.375V的输出，并将测量结果输入到校准GUI中。
7. 校准输出映射：设置产生0V和10V输出的重量值。
8. 验证校准：验证称重秤是否准确测量重量，模拟输出是否相应变化。
9. 保存校准值：点击“保存所有校准到闪存”按钮，将校准数据保存到MAXQ622中。
10. 断开USB并验证：断开USB连接，对MAXREFDES75#进行电源循环，验证重量测量和模拟输出是否校准正确。

五、独立操作

在完成首次校准后，MAXREFDES75#可以独立运行。显示屏将显示以克为单位的重量，模拟输出电压将根据校准结果产生。按下“S1”按钮可将重量重置为零，按下“S3”按钮可重置系统。

通过以上介绍，我们可以看到MAXREFDES75#是一款功能强大、性能优越的称重秤参考设计，为电子工程师在设计称重系统时提供了一个很好的解决方案。你在实际应用中是否遇到过类似的设计挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。