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網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范圍。成本節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。穩定的顯示需要峰-峰讀數噪聲為幾分之一克。為了可靠地實現小于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。該參考設計的高度集成的精度、24位模數轉換器（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據的滑動平均值，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。這種前端表現出低于100nVpp阻性負載單元的噪聲讀數的有效解析率，即使存在超過±500mVpp的開關噪聲。

參考設計指南中的測試數據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：原始數據的噪聲電平作為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，實現緊湊和穩健的系統設計。

Sub-410nVpp輸入參考噪聲，增益為128V / V 20SPS數據速率，達到20 bit的有效分辨率，平均值超過1 s，以實現<1g的分辨率。

單周期穩定數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據捕獲，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量最大化，其不受數字濾波器穩定的影響。

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 - 非常可靠地抑制了100kHz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