圖 8-4 HDC3120 將 RH 模擬輸出連接到 ADC 輸入

要充分利用 HDC3120，請(qǐng)記住，RH 和溫度是來自一對(duì)緩沖 DAC 的模擬輸出。因此，RH 和溫度具有 LSB。由于 HDC3120 的輸出與供電電壓 V_DD 存在呈比例關(guān)系，因此，LSB 的大小會(huì)隨著 V_DD 水平的變化而變化。LSB 大小可通過以下公式計(jì)算：

每個(gè)輸出 DAC 為 12 位，滿標(biāo)量程 (FSR) 為 V_DD 的 80%（V_DD 的 10% 為最小輸出，V_DD 的 90% 為最大輸出）。對(duì)于 3.3V 的標(biāo)稱 V_DD 電壓，1 LSB 為 644.7μV。如果需要更小的 LSB，則需要降低 V_DD，因?yàn)殡S著 V_DD 的降低，LSB 大小也會(huì)按比例減小。

如需開始使用 HDC3120，應(yīng)首先確定所需檢測(cè)條件與電源電壓以及用戶希望的模擬輸出接收方式。例如，連接到 ADC，以便微控制器接收模擬輸出就是一種常見的應(yīng)用場景。在此示例場景中，用戶需要在 10°C 至 50°C 的溫度范圍內(nèi)，通過 5V 的 V_DD 電壓，傳感 5% 到 95% 的 RH。5V 電壓電源可為溫度和 RH 輸出創(chuàng)建 977μV 的 DAC LSB。

接下來，確定 LSB 后，用戶必須選擇 ADC。在本例中，ADC 必須具備覆蓋 VDD 電壓 10% 至 90% 的滿標(biāo)量程 (FSR)。因此在本例中，F(xiàn)SR 至少必須滿足 500mV 到 4.5V 的范圍要求。HDC3120 啟動(dòng)后的自動(dòng)轉(zhuǎn)換速率為每秒 4 次測(cè)量，因此，ADC 每秒至少須采樣 4 次，但不需要非常快的采樣速度。選擇 ADC FSR 時(shí)，請(qǐng)驗(yàn)證 ADC 的 LSB 大小是否小于 HDC3120 的 LSB。在本例中，LSB_ADC 必須小于 977μV。建議將 HDC3120 V_DD 用作 ADC 基準(zhǔn)電壓，以便確保傳感器上的噪聲能夠與 ADC 上的噪聲相匹配。這也會(huì)影響所選的 ADC。如果所需的 V_DD 為 5V，則 ADC 需要能夠接受 +5V 的參考電壓。因此，對(duì)于此場景中的 ADC，在 5V 的參考電壓下，其需要不超過 977μV 的 LSB，并能夠處理高達(dá) 4.5V 的輸入。

在此基礎(chǔ)上，可以使用 ADS1115 與 HDC3120 連接。ADS1115 采用具有可自定義 FSR 的 16 位 ADC。為了滿足 HDC3120 所需的電壓輸出范圍，需要選擇最大的 FSR 范圍，即 ±6.144V。此選項(xiàng)的 ADC LSB 為 187.5μV。該 LSB 仍然遠(yuǎn)小于 5V 電源所需的 977μV，因此該 ADC 選擇能夠滿足設(shè)計(jì)需求。由于 ADC LSB 遠(yuǎn)小于 HDC3120 LSB，因此 16 位 ADC 通常是與 HDC3120 配對(duì)的理想選擇。

選定 ADC 以后，用戶必須確定如何將 HDC3120 連接至 ADC。HDC3120 DAC 輸出具有一個(gè)內(nèi)部緩沖器，因此不需要用于驅(qū)動(dòng)長電纜或降低輸出阻抗的外部緩沖放大器。通常不需要在 ADC 的輸入端添加電容器作為電荷桶來防止 ADC 采樣產(chǎn)生噪聲，也不需要添加電阻器來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和濾波。HDC3120 可以驅(qū)動(dòng)高達(dá) 3μF 電容負(fù)載，而且由于 HDC3120 的轉(zhuǎn)換率為 4Hz，即使使用大電容值，RC 電路也不會(huì)導(dǎo)致信號(hào)減慢問題。