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3.1 比例式测量

图 3-1 显示了通常如何使用比例基准配置进行电桥测量。电桥的输出由 ADC 进行测量，而单个电源被用作电桥激励电压和 ADC 基准电压。

图 3-1 比例式电桥测量示例

ADC 对输入电压 V_IN 采样，并将其与基准电压 V_REF 进行比较。V_IN 是 V_SIGNAL+ 和 V_SIGNAL–（或 AINP 和 AINN）之间的电压差，而 V_REF 是 V_SENSE+ 和 V_SENSE–（或 REFP 和 REFN）之间的电压差。ADC 按照方程式 14 生成与 V_REF 成正比的输出代码：

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 项，因为在图 3-1 中 AVDD 连接到 REFP 并且 REFN 接地。还要注意，方程式 13 说明 V_OUT 等于 V_EXCITATION 乘以 ΔR 与 R 之比。在图 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 项可得到方程式 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 中的输出代码与 ΔR 成正比。此外，方程式 16 表明不需要 AVDD 和 V_IN 的准确值。输出代码与电桥上的应变成正比。

比例式测量的一个优势是，测量值针对 V_REF 的变化相对恒定。这在方程式 16 中也有体现，公式中的输出与 ΔR/R 成正比，因此与 V_REF 或 V_EXCITATION 的准确值无关。因此，比例式测量不太容易受 V_EXCITATION 随时间和温度的漂移所影响。假设基准输入和测量输入中的噪声是相关的，那么 V_EXCITATION 源中的任何噪声也应会抵消。通常，如果基准输入和测量输入的滤波器带宽相同，则上述噪声源就比较有相关性。