首先,确定 VREF 电压。该电压是在最大上余量与分辨率之间进行折衷的结果,也是 CE 端子上的最小摆幅限额,因为随着浓度(传感器电流)增加,CE 端子通常会相对 RE 电势变为负值。对于该特定的传感器,基准测量发现浓度为 300ppm 时 CE 和 RE 之间的差值为 180mV。为了允许在 10kΩ 电阻器上出现负 CE 摆幅下余量和压降,我们为 VREF 选择了 300mV。
Equation2. VZERO = VREF = 300 mV
其中
- VREF 是基准电压 (300mV)。
- VZERO 是浓度电压 (300mV)。
接下来,我们计算最高预计浓度下的最大传感器电流:
Equation3. ISENSMAX = IPERPPM * ppmMAX = 69nA * 300ppm = 20.7µA
其中
- ISENSMAX 是最大预计传感器电流。
- IPERPPM 是制造商指定的每 ppm 传感器电流(以安培为单位)。
- ppmMAX 是所需的最大 ppm 读数。
然后,求出大于测量用基准电压的可用输出摆幅范围:
Equation4. VSWING = VOUTMAX – VZERO = 2.5 V – 0.3 V = 2.2 V
其中
- VSWING 是预计的输出电压变化。
- VOUTMAX 是放大器最大输出摆幅。
最后,使用最大摆幅和最大传感器电流计算跨阻电阻器 (RF) 阻值:
Equation5. RF = VSWING / ISENSMAX = 2.2 V / 20.7 µA = 106.28 kΩ (use 110 kΩ for a common value)