您決定嘗試一個(gè)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(xué)。您可以通過反復(fù)試驗(yàn)最終獲得結(jié)果，但稱好食材將有助于您烹飪一道佳肴。

為了在烹飪時(shí)獲得更好效果，您需要集成稱重功能的食品加工機(jī)、烤箱和灶具。導(dǎo)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(biāo)重量。微波爐可以自動(dòng)感測(cè)食物重量，并相應(yīng)地調(diào)整除霜時(shí)間。

這些設(shè)備中的天平需要準(zhǔn)確。每個(gè)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(duì)于期望的結(jié)果很關(guān)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(huì)認(rèn)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(zhǎng)久保存，重量計(jì)集成到設(shè)備的支腳或固定裝置中。因此，計(jì)量器需承受器具、食物、鍋和附件的總重量。總重量可達(dá)到20kg，而這個(gè)最大值決定了動(dòng)態(tài)范圍。成本節(jié)約型有線稱重計(jì)及稱重計(jì)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(shí)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(shè)計(jì)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(guān)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(hào)完整性挑戰(zhàn)。該參考設(shè)計(jì)的高度集成的精度、24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、AC激勵(lì)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(shè)計(jì)的框圖。

圖1：Sub-100nVpp噪聲前端參考設(shè)計(jì)框圖

應(yīng)變測(cè)量橋電阻負(fù)載單元的輸出通過TS5A21366低泄漏開關(guān)連接到ADS1220精密ADC。MSP430G2553微控制器計(jì)算原始數(shù)據(jù)的滑動(dòng)平均值，并使用緊湊型CSD23381F4和CSD13381F4晶體管的配置來控制電阻應(yīng)變計(jì)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(fù)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(guān)噪聲。

參考設(shè)計(jì)指南中的測(cè)試數(shù)據(jù)即使在電路板集成到一個(gè)運(yùn)行中的食品處理器中時(shí)也表現(xiàn)出全部性能，其直接由嘈雜的開關(guān)電源供電，并且靠近多個(gè)噪聲源，包括混頻器的運(yùn)行電機(jī)。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(biāo)。

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(dòng)1s平均值的峰-峰值（NoiseSAVGpp），單位為微伏

參考設(shè)計(jì)的精度源于ADS1220 ADC的優(yōu)勢(shì)，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(fù)用器，實(shí)現(xiàn)緊湊和穩(wěn)健的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

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

單周期穩(wěn)定數(shù)字濾波器響應(yīng)減輕了計(jì)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(zhuǎn)之后直接進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲，因?yàn)檗D(zhuǎn)換結(jié)果在第一轉(zhuǎn)換周期內(nèi)有效。這使得有效轉(zhuǎn)換結(jié)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(shí)大于60dB - 非?？煽康匾种屏?00kHz范圍內(nèi)的開關(guān)電源噪聲和其他噪聲拾取。

高成本約束應(yīng)用的另一個(gè)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(gè)儀表的多路復(fù)用時(shí)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(qǐng)考慮使用我們的參考設(shè)計(jì)，將準(zhǔn)確的稱重功能集成到您的廚房設(shè)備中。

準(zhǔn)備好一些果子甜面包和圣誕餅干了嗎？

審核編輯：何安