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一种实现MAX1452低成本高性能信号调节器外部输出裁剪功能的简单方法

来源:analog 发布时间:2023-11-15

摘要: 本应用笔记将描述一种实现MAX1452低成本高性能信号调节器外部输出裁剪功能的简单方法。

在许多应用中,特别是在汽车应用中,将换能器输出限制在一些预定义的值,也称为输出裁剪,可以作为重要的诊断工具。MAX1455低成本高性能信号调节器具有内置的裁剪功能。本文介绍了一种实现MAX1452信号调节器外部输出裁剪功能的简单方法。这是通过添加少量电阻和利用片上未承诺运放来完成的。

MAX1452 (图1)输出信号是一个电压,可以从VDD轨到VSS轨。该部件可以配置为限制(剪辑)其输出电压,以帮助传感器应用中的系统级诊断。该功能可以检测由布线或连接器故障引起的开路或短路,并可以检测传感器故障。

强制裁剪可以通过使用集成的未承诺运算放大器和一些外部电阻来完成。所述夹片电压范围可设置为与电源电压对称或不对称。夹片电压与电源电压完全成比例,保持系统的比例性能。



图1所示。MAX1452原理图。

输出夹电压称为clip - top,用于限制VDD附近的上电压范围,称为clip - bot,用于限制VSS附近的下电压范围。这可以从图表中看到图2三种不同的剪辑范围设置。通常会导致输出电压大于clip - top或低于clip - bot的所有信号将在clip电平被截断。通常会导致饱和高或低输出电压的超量程信号将导致在夹波电压设置处的夹波输出。电路的正常或超量程操作不能产生夹片电压和电源轨之间的电压输出。系统故障情况(到传感器的导线短路、断线或连接)将产生超出夹紧电压和接近供电轨电压的电压信号。



图2。各种输出诊断剪辑设置。

一个典型的应用程序关系图如图所示图3. 传感器组件包含一个压力或力传感器和MAX1452信号调理IC。线束将传感器组件连接到主电子控制单元(ECU)。ECU向传感器提供供电电压(典型为5V),并接收来自传感器的电压信号。这三束线束通常与其他电线捆绑在一起,并可能通过传感器和ECU之间的几个连接器系统。希望能检测到电线或连接器中的开路,以便ECU能采取适当的行动。这个动作可能包括关闭一个子系统,忽略可疑线路上的所有测量,或者激活警示灯来指示故障情况。



图3。典型的传感器接线配置。

通常的做法是在ECU的Vout线上使用上拉或下拉电阻,当Vout线是开路时,将线路拉到定义的状态,如图2所示。已使用2.2K欧姆 ~ 10K欧姆中R(PU)或R(PD)的值。当Vout线路是开路时,电阻器将线路拉到供电轨道并保持其稳定在该值。如果没有clip诊断功能,Vout上的电压为0V将被认为是空载状态。通过将传感器的正常工作输出限制为稍微远离供电电压的值,供电电压被认为是异常信号和故障条件(即Vout线路中的开路)。

构成夹波函数的三个电阻是R1、R2和R3,如图所示图4. 通过选择这些电阻的值,可以得到精确的夹片电压。运算放大器配置为电压跟随器,为Vout提供驱动能力,并缓冲电阻网络,使其免受Vout线路上负载变化的影响。对称裁剪发生在R1=R2时。将R1和R2设置为不同的值可以控制不对称裁剪。R3控制输出信号Vout向每个轨道摆动的距离。表1显示了用三种不同的电阻设置创建的三种不同的夹波范围条件。



图4。创建夹高和夹低诊断电压限制。

表1。输出夹电压设置与VDD = 5.0VDC

R1(欧姆)
R2(欧姆)
R3(欧姆)
输出夹高(V)
输出夹低(V)
10 k
10 k
208
4.90
0.10
10 k
10 k
555
4.75
0.25
10 k
10 k
1.25 k
4.50
0.50
10 k
5 k
588
4.50
0.25
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