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由于这是极低频1/f噪声，所以很难滤除。然而，传感器响应也极低；因此可以利用这一点，使用截止频率为0.16 Hz的极低频率低通滤波器（R5和C6）。即使是这样的低频滤波器，与30秒的传感器响应时间相比，它对传感器响应时间的影响也可忽略。

电化学传感器的一个重要特性是极长的时间常数。首次上电时，输出建立最终值可能需要几分钟。当暴露于目标气体浓度的中量程阶跃时，传感器输出达到最终值的90%所需的时间可在25秒至40秒之间。如果RE与WE引脚间的电压产生剧烈幅度变化，传感器输出电流建立最终值可能需要几分钟。这也同样适用于传感器周期供电的情况。为避免启动时间过长，当电源电压降至JFET的栅极-源极阈值电压（约2.5 V）以下时，P沟道JFET Q1将RE引脚与WE引脚短接。

两节AAA电池或2.3 V至5.5 V电源为此电路供电。Q2提供反向电压保护，ADP2503将输入电源调节至传感器供电所需的5 V电压。

常见变化

如果使用可编程变阻器（如AD5271 ），而不是固定跨阻电阻(R8)，本电路就可以用于不同的气体传感器，而无需改变材料清单。AD5271提供20 kΩ、50 kΩ或100 kΩ的标称电阻值。由于有256个跳变位置，因此100 kΩ选项的阶跃为390.6 Ω。AD5271的电阻温度系数为5 ppm/°C，优于大多数分立电阻；其电源电流为1 μA，对系统功耗的影响极小。

虽然两节AAA电池就能为图1所示电路供电数月之久，一些应用可能需要使用外部电源运行。实施双电源配置的最有效方式是使用内置开关且具有机械断开特性的电源插座，在将外部电源插头插入插座时可自动移除电池电源。

本文所述电路具有极低的功耗。使用两个 ADA4528-1 运算放大器代替ADA4505-2可大幅降低噪声，提高精度，但功耗也会增加。ADA4528-1具有实际为零的失调漂移和业界领先的低输入电压噪声。

同样，ADR3425 可取代ADR291，从而获得极低温漂；但代价是功耗增加。

最后，图1所示电路适用于与12位ADC接口，例如大多数混合信号微控制器中的内置转换器。

对于必须测量气体浓度ppm比例的应用，使用ADA4528-1和ADR3425使得电路性能适合与16位ADC接口，例如AD7798或AD7171。

电路评估与测试

本电路使用 EVAL-CN0234-SDPZ电路评估板和EVAL-SDP-CB1Z系统演示平台(SDP)评估板。此外，连接两个电路板需要EVAL-CN0234-SDPZ附带的小适配板。EVAL-CN0234-SDPZ包括AD7798 16位Σ-Δ型ADC，用于对电路的输出电压进行数字化处理。

CN-0234评估软件与SDP板通信，以从EVAL-CN0234-SDPZ电路评估板捕捉数据。

设备要求

需要以下设备：

·带USB端口的Windows? XP、Windows Vista（32位）或Windows 7（32位）PC

·EVAL-CN0234-SDPZ电路评估板和适配板

·EVAL-SDP-CB1Z SDP评估板

·CN0234评估软件

·两节AAA电池

·校准气体（建议使用低于250 ppm的CO）

开始使用

将CN0234评估软件光盘放入PC的光盘驱动器，加载评估软件。打开“My Computer（我的电脑）”，找到包含评估软件光盘的驱动器，打开Readme 文件。按照Readme 文件中的说明安装和使用评估软件。

功能框图

图3显示测试设置的功能框图。EVAL-CN0234-SDPZ-SCH PDF文件提供了完整电路原理图。此文件位于CN0234 设计支持中。

图3. 测试设置功能框图

关键词： 有毒 气体 探测器 功耗 电源 电化学 传感器 使用