摘要：MAX1452高性能模拟信号调理器通过片内闪存查找表或者OTC和FSOTC DAC实现线性补偿。对于MAX1452温度和传感器温度不同的应用(例如，传感器位于距离MAX1452较远的位置)，应采用OTC和FSOTC DAC来补偿传感器输出。本应用笔记详细介绍实现这类远端传感器补偿的过程。在本文中，假设读者熟悉MAX1452及其基本操作。
引言
MAX1452是高性能、低成本信号调理器，它具有片内闪存、片内温度传感器和全模拟信号通路。各种工业和汽车传感器领域都采用了信号调理器，包括只限于对两个温度点进行补偿的应用。这种限制是出于成本、生产的考虑，并且无法将传感器和信号调理器保持在同一温度下。MAX1452信号调理器支持两种补偿方法：
- 第一种方法在两个温度点之间进行线性外推处理(针对FSO和OFF DAC值)，以相应的温度系数装入OFF和FSO查找表的每一单元，以纠正输入信号的TC偏差。在这种方法中，OTC和FSOTC DAC被设置为任一固定值(和补偿过程使用的数值一样)。在工作期间，随MAX1452温度的变化，以相应的系数来更新OFF和FSO DAC，从而补偿输入信号。
- 在第二种方法中，把OFF和FSO查找表当做一个DAC。利用随温度变化的电桥激励电压(VB)作为温度参数，该电压是OTC和FSOTC DAC的基准电压。根据补偿期间的测量结果，计算OFF、FSO、OTC和FSOTC DAC的值。当MAX1452和传感器无法保持同一温度时，必须采用这一方法。它也可以用于MAX1452和传感器温度相同的情况。
MAX1452用户手册详细介绍了第一种方法，本应用笔记不再介绍。下面介绍通常被称为远端传感器补偿的第二种方法。
远端传感器补偿过程
下面介绍怎样补偿压力变送器，它采用了MAX1452和100KPaG PRT压力传感器。表1和图1至图3列出了补偿结果。变送器通过补偿来产生所需的0.5V失调电压[VOUT(PMIN)]和4.0V FSO电压[VOUT (PMAX) - VOUT (PMIN)]。因此，满量程压力检测输出电压[VOUT(PMAX)]应该是4.5V。补偿过程至少需要两个压力点(零和满量程)以及两个任意温度点(T1和T2，其中T2 > T1)。选择的T1和T2应该使数据点达到最佳线性拟和，以降低整个工作温度范围内的误差。下面列出了补偿过程的主要步骤：
- 系数初始化
- FSO校准
- FSO和FSOTC补偿
- OTC补偿
- OFF补偿
系数初始化
在开始之前，必须设置PGA增益、IRO索引和DAC，以防止PGA输出在补偿过程中过载。这些数值取决于传感器特性，可以参考传感器数据资料，获得传感器特性。选择PGA增益设置
对于典型的2.5V电桥激励电压(VB)，以测得的传感器步长(VSOUT)来划分变送器的满量程输出电压(VFSODESIRED)，计算所需的信号增益。然后，从MAX1452数据资料的PGA表中选择给出更大的PGAGAIN的PGAINDEX。例如，2.5V激励0.0364V输出和4.0V VFSODESIRED的传感器需要110V/V的信号增益。根据数据资料的PGA表，选择PGA[3:0] = 0110，它对应于117V/V增益。
选择IRO索引
计算典型2.5V电桥激励电压时的传感器失调。然后，从MAX1452数据资料IRO表中，选择最接近IRO DAC输出的IROINDEX，但是它应该和传感器的失调反向。例子：对于+30mV失调的传感器，选择IRO[2:0] = 011，符号位 = 0，对应于-27mV失调校准。
选择初始OTC DAC值
通常情况下，因为在以后补偿OTC，因此一开始可以把OTC DAC值设置为零。但是，具有较大失调TC误差的传感器可能需要先进行粗略的OTC调整，以防止输出在补偿期间出现饱和。对于失调TC误差大于满量程输出10%的传感器，建议采用不为零的OTC初始值。可以按下面的公式来计算初始OTC值：
其中，VB(T1) = 2.5V，利用传感器数据资料提供的传感器参数计算VSOUT(T1)、VSOUT(T2)和VB(T2)。
必须将OTC值写入到OTC DAC中，并相应地设置配置寄存器的OTC符号位。
FSO校准
按照以下步骤确定初始FSO DAC值：- 将FSOTC DAC设置为任意值，例如0。
- 传感器加载PMIN。PMIN代表最小压力。
- 调整FSO DAC，直到电桥激励电压接近2.5V。
- 测量电桥激励电压(VB)。
- 调整OFF DAC，将PGAOUT电压设置为0.5V。
- 测量PGAOUT，VOUT(PMIN)。
- 传感器加载PMAX。PMAX代表最大压力。
- 测量PGAOUT，VOUT(PMAX)。
- 按照下面的公式计算VBIDEAL：
如果VBIDEAL超出允许范围[1.5V至(VDD - 0.5V)]，重新调整PGAGAIN设置。如果VBIDEAL过低，在第一步中减小PGAGAIN，然后返回第二步。如果VBIDEAL过高，在第一步中增大PGAGAIN，然后返回第二步。注意，在整个操作范围内，须满足1.5V < VB < (VDD - 0.5V)的范围限制。因此，必须为VB随温度变化留有足够的裕量。
- 通过调整FSO DAC设置VBIDEAL。
- 重新调整OFF DAC，直到PGAOUT达到0.5V。
FSO和FSOTC补偿
可以通过四个步骤来确定FSO和FSOTC系数。在第一步中，确定在T1产生VBIDEAL的两对FSO和FSOTC值。在第二步中，确定在T2产生VBIDEAL的两对FSO和FSOTC值。在第三步，把在T1和T2测得的FSO和FSOTC值代入相应的公式中，计算补偿FSO和FSOTC，理论上，这些值将产生适用于任意温度的VBIDEAL。在第四步中，调整FSO DAC，以微调满量程输出。- T1的理想电桥电压，VBIDEAL(T1)
A. 把温度设置为T1，使电桥电压有足够的吸收时间，稳定在0.1mV/min以内。
B. 传感器加载PMIN。
C. 测量电桥激励电压(VB)。
D. 测量PGAOUT，VOUT(PMIN)。
E. 传感器加载PMAX。
F. 测量PGAOUT，VOUT(PMAX)。
G. 利用公式2计算VBIDEAL(T1)。
H. 通过调整FSO DAC设置VBIDEAL。
I. 重新测量VOUT(PMAX)和VOUT(PMIN)，验证已经达到了合适的VFSODESIRED电平。如果没有，从B开始，重新进行所有步骤。
J. 把当前的FSO和FSOTC值分别记为FSO1(T1)和FSOTC1(T1)。
K. FSO DAC数值增加(或减小) 5000个计数值。
L. 调整FSOTC DAC值，直到VB = VBIDEAL(T1)。
M. 把当前的FSO和FSOTC值分别记为FSO2(T1)和FSOTC2(T1)。
N. 传感器加载PMIN。
O. 读取输出电压，并记录为VOUT(T1)。后面的OTC补偿将用到该数值。
P. 读取VB，并记录为VB(T1)。该数值应该和VBIDEAL(T1)相同，后面的OTC补偿需要。 - T2的理想电桥电压，VBIDEAL(T2)
A. 把温度设置为T2，使电桥电压有足够的吸收时间，稳定在0.1mV/min以内。
B. 传感器加载PMIN。
C. 读取输出电压，并记录为VOUT(T2)。后面的OTC补偿将用到该数值。
D. 读取VB，并记录为VB(T2)。
E. 通过和上面相同的步骤确定VBIDEAL(T2)值。
F. 通过和上面相同的步骤确定FSO1(T2)和FSOTC1(T2)值。
G. 通过和上面相同的步骤确定FSO2(T1)和FSOTC2(T2)值。
H. 传感器加载PMIN。 - 计算FSO和FSOTC系数。
A. T1处的FSO和FSOTC曲线/函数：
B. T2处的FSO和FSOTC曲线/函数：
C. 最终的FSO系数：
D. 最终的FSOTC系数：
- 将计算的FSO和FSOTC值装载到FSO和FSOTC DAC中，如果需要，调整FSO DAC，直到电桥激励电压等于VBIDEAL(T2)。
