您決定嘗試一個新的菜品，給某人驚喜，但做出來的菜品并非合意。烹飪是一門精確的科學。您可以通過反復試驗最終獲得結果，但稱好食材將有助于您烹飪一道佳肴。

為了在烹飪時獲得更好效果，您需要集成稱重功能的食品加工機、烤箱和灶具。導向型烹飪功能甚至可以直接從文件或從互聯(lián)網(wǎng)方便加載食譜和目標重量。微波爐可以自動感測食物重量，并相應地調整除霜時間。

這些設備中的天平需要準確。每個人都可能有過所做菜肴中鹽或香料過多的經(jīng)歷。食材的精確稱重對于期望的結果很關鍵，并且分辨率需要處于1克或低于1克。

由于大多數(shù)稱重的食材小于1kg，您可能會認為1/1000的分辨率足以滿足一克的分辨率。但是為了確保穩(wěn)定性、防潮和長久保存，重量計集成到設備的支腳或固定裝置中。因此，計量器需承受器具、食物、鍋和附件的總重量。總重量可達到20kg，而這個最大值決定了動態(tài)范圍。成本節(jié)約型有線稱重計及稱重計的配置具有低至0.2mV/kg的靈敏度。穩(wěn)定的顯示需要峰-峰讀數(shù)噪聲為幾分之一克。為了可靠地實現(xiàn)小于1克的精度，需要小于100nVpp的噪聲和20位的有效分辨率。

1g分辨率，超過15kg范圍的亞100nVpp噪聲前端參考設計演示將高分辨率稱重功能集成到智能廚房電器中。鑒于開關電源噪聲和快速溫度變化的顯著水平，漂移和干擾是電器中的常見信號完整性挑戰(zhàn)。該參考設計的高度集成的精度、24位模數(shù)轉換器（ADC）、AC激勵和魯棒濾波抑制了漂移和干擾，并確保在惡劣環(huán)境中的一致性能。圖1描述了參考設計的框圖。

圖1：Sub-100nVpp噪聲前端參考設計框圖

應變測量橋電阻負載單元的輸出通過TS5A21366低泄漏開關連接到ADS1220精密ADC。MSP430G2553微控制器計算原始數(shù)據(jù)的滑動平均值，并使用緊湊型CSD23381F4和CSD13381F4晶體管的配置來控制電阻應變計橋的前端操作和斬波。LP5907 LDO和濾波器可有效抑制噪聲拾取。這種前端表現(xiàn)出低于100nVpp阻性負載單元的噪聲讀數(shù)的有效解析率，即使存在超過±500mVpp的開關噪聲。

參考設計指南中的測試數(shù)據(jù)即使在電路板集成到一個運行中的食品處理器中時也表現(xiàn)出全部性能，其直接由嘈雜的開關電源供電，并且靠近多個噪聲源，包括混頻器的運行電機。如圖2所示，前端的噪聲正在濾波，顯著低于100nV峰 - 峰值/溫度目標。

圖2：原始數(shù)據(jù)的噪聲電平作為RMS值（Noiserms）和峰-峰值（Noisepp）和具有滑動1s平均值的峰-峰值（NoiseSAVGpp），單位為微伏

參考設計的精度源于ADS1220 ADC的優(yōu)勢，其中包括：

高集成度，包括低噪聲可編程增益放大器、線路頻率濾波器和靈活的多路復用器，實現(xiàn)緊湊和穩(wěn)健的系統(tǒng)設計。

Sub-410nVpp輸入?yún)⒖荚肼?，增益?28V / V 20SPS數(shù)據(jù)速率，達到20 bit的有效分辨率，平均值超過1 s，以實現(xiàn)<1g的分辨率。

單周期穩(wěn)定數(shù)字濾波器響應減輕了計量器的斬波，偏移消除，并保證最低的儀表漂移。這種濾波器在極性反轉之后直接進行數(shù)據(jù)捕獲，因為轉換結果在第一轉換周期內有效。這使得有效轉換結果的數(shù)量最大化，其不受數(shù)字濾波器穩(wěn)定的影響。

低噪聲LP5907 LDO的出色的高頻電源抑制比 - 即使在提供250mA輸出電流時大于60dB - 非?？煽康匾种屏?00kHz范圍內的開關電源噪聲和其他噪聲拾取。

高成本約束應用的另一個選擇是使用ADS1231精密Δ-Σ ADC，特別是如果在橋接電平條件下斬波，抑制儀表漂移，或者如果不需要多個儀表的多路復用時可使用它。

因此，如果您想在第一次就方便地輕松獲得烹飪和烘焙食譜，請考慮使用我們的參考設計，將準確的稱重功能集成到您的廚房設備中。

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審核編輯：何安