今天的具有低噪聲PGA的24位和16位Σ-ΔADC幾乎是測量低速應用中電阻橋的理想解決方案。它們解決了試圖將橋的模擬輸出數(shù)字化的五個主要問題
激勵電壓的變化，Ve
緩沖參考電壓輸入簡化了構建比率系統(tǒng)的任務。電阻分壓器和噪聲抑制電容是創(chuàng)建跟蹤Ve的參考電壓所需的唯一元件。在比率系統(tǒng)中，輸出對Ve的微小變化不敏感，并且消除了對高精度電壓基準的需求。
如果不能選擇比率系統(tǒng)，則這些多通道ADC是另一種解決方案。一個ADC通道可用于測量電橋的輸出，第二個輸入通道可用于測量電橋的激勵電壓。然后可以使用上面的等式7來校正Ve的變化。
共模電壓
如果電橋和ADC由相同電源供電，則電橋輸出將為1 / 2V DD的差分信號。這些輸入條件是大多數(shù)高分辨率Σ-Δ轉換器的理想選擇。此外，它們出色的共模抑制（100 + dB）消除了對小共模電壓變化的擔憂。
偏移電壓
電壓分辨率在亞μV范圍內，橋輸出可以直接連接到ADC輸入。假設沒有熱電偶效應，偏移誤差的唯一來源是ADC本身。為了減少失調誤差，這些轉換器中的大多數(shù)都具有內部開關，允許它們向輸入施加零伏電壓并進行測量。然后可以從后續(xù)橋測量值中減去該測量值，以消除ADC中的任何偏移。許多ADC自動執(zhí)行零校準; 在其他情況下，用戶必須有意識地校正ADC偏移。這種偏移校正方法可以將偏移誤差降低到ADC的噪聲水平，可以小于1μVP -P。
偏移漂移
在ADC上連續(xù)或頻繁地使用零校準，使得溫度在校準周期之間不會發(fā)生顯著變化，從而有效地消除了由于溫度變化或長期漂移引起的偏移變化。應該注意，偏移讀數(shù)的變化可以等于ADC峰峰值噪聲。如果目標是在相對較短的時間內檢測電橋輸出的微小變化，最好關閉自動校準功能，因為這樣可以消除一個噪聲源。
噪聲
噪聲以三種方式解決，其中最明顯的是內部數(shù)字濾波器。該濾波器實際上消除了高頻噪聲的影響，并且還可以抑制從電力線拾取的較低頻率噪聲。電源線頻率的正常模式抑制通常優(yōu)于100dB。第二種降噪形式源于高共模抑制，通常也大于100dB。共模抑制可減少橋接線拾取的不必要噪聲，并降低橋接激勵電壓中的噪聲影響。最后，連續(xù)零校準可在低于校準更新速率的頻率下減少閃爍或1 / F噪聲。
廉價的技巧
將電橋的輸出直接連接到高分辨率sigma-delta ADC的輸入并不能解決所有問題。在某些應用中，需要進行信號調節(jié)，以使電橋的輸出與所用ADC的輸入相匹配。這種信號調理屬于三大類中的一種：放大，電平轉換和差分到單端轉換。一個好的儀表放大器將完成所有這些任務，但可能是昂貴的，并且仍然可能缺乏對偏移漂移的擔憂。以下電路可以以比儀表放大器更低的成本提供足夠的信號調節(jié)。
單運放
如果放大是唯一需要的，那么簡單的電路如圖1所示可以工作。乍一看，它看起來是一個糟糕的選擇，因為它不平衡并在橋上施加負荷。然而，加載橋（雖然不是所希望的）不一定是個問題。許多橋都是低阻抗的; 350Ω是很常見的。每個輸出的阻抗將是其一半，即150Ω。這個150Ω的電阻通過增加R1的電阻來略微降低增益。通過選擇低150Ω的R1值可以輕松補償這種額外的電阻。當然，150Ω值會有一些容差，并且電阻的電阻溫度系數(shù)（TCR）很多不能精確地匹配R1和R2的TCR。盡管如此，如果R1遠大于150Ω，這些影響將非常小。圖1中還包括一個零校準開關。
圖2.用于連接低阻抗電橋的替代電路圖示
圖1.與低阻抗橋接口的示例。
差分與儀表
對于許多應用，可以使用差分放大器代替儀表放大器。這不僅降低了成本，而且還降低了噪聲源的數(shù)量和偏移漂移的來源。與上面的放大器一樣，必須考慮橋式電阻的值和TRC。
雙電源
由于其簡單性 ，圖2中的電路值得一提。橋接輸出經過放大，電平轉換，僅使用兩個運算放大器和兩個電阻轉換為接地參考信號。此外，該電路使橋上的電壓加倍，使輸出信號加倍。然而，這種方法存在缺點 - 它需要負電源，并且在使用完全有源電橋時會產生略微非線性的輸出。對于僅在一側具有有源元件的橋，通過在產生-Ve的反饋回路中使用橋的無源側，可以避免這種線性誤差。
圖2.用于連接低阻抗電橋的替代電路圖示
![[dede:field.shorttitle/]](/uploads/allimg/191202/2-1912021110101N.jpg)
![[dede:field.shorttitle/]](/uploads/allimg/170803/2-1FP31T30H38.jpg)
![[dede:field.shorttitle/]](/uploads/allimg/170612/1H911F58-0-lp.png)
![[dede:field.shorttitle/]](/uploads/allimg/170612/1IH33628-0.jpg)