ZHCACG9A june   2018  – march 2023 ADS1120 , ADS112C04 , ADS112U04 , ADS1147 , ADS1148 , ADS114S06 , ADS114S06B , ADS114S08 , ADS114S08B , ADS1220 , ADS122C04 , ADS122U04 , ADS1247 , ADS1248 , ADS124S06 , ADS124S08 , ADS125H02 , ADS1260 , ADS1261 , ADS1262 , ADS1263

 

  1.   RTD 测量基本指南
  2. 1RTD 概述
    1. 1.1 Callendar-Van Dusen 方程
    2. 1.2 RTD 容差标准
    3. 1.3 RTD 接线配置
    4. 1.4 比例式测量
      1. 1.4.1 引线电阻抵消
      2. 1.4.2 IDAC 电流斩波
    5. 1.5 设计注意事项
      1. 1.5.1 确定 RTD 的工作范围
      2. 1.5.2 设置激励电流源并考虑 RTD 自发热
      3. 1.5.3 设置基准电压和 PGA 增益
      4. 1.5.4 验证设计是否符合器件工作范围
      5. 1.5.5 设计迭代
  3. 2RTD 测量电路
    1. 2.1  采用低侧基准的两线 RTD 测量
      1. 2.1.1 原理图
      2. 2.1.2 优缺点
      3. 2.1.3 设计说明
      4. 2.1.4 测量转换
      5. 2.1.5 通用的寄存器设置
    2. 2.2  采用高侧基准的两线 RTD 测量
      1. 2.2.1 原理图
      2. 2.2.2 优缺点
      3. 2.2.3 设计说明
      4. 2.2.4 测量转换
      5. 2.2.5 通用的寄存器设置
    3. 2.3  三线 RTD 测量，低侧基准
      1. 2.3.1 原理图
      2. 2.3.2 优缺点
      3. 2.3.3 设计说明
      4. 2.3.4 测量转换
      5. 2.3.5 通用的寄存器设置
      6. 2.3.6 进行 IDAC 电流斩波以实现匹配
    4. 2.4  三线 RTD 测量，低侧基准，一个 IDAC 电流源
      1. 2.4.1 原理图
      2. 2.4.2 优缺点
      3. 2.4.3 设计说明
      4. 2.4.4 测量转换
      5. 2.4.5 配置寄存器设置
    5. 2.5  三线 RTD 测量，高侧基准
      1. 2.5.1 原理图
      2. 2.5.2 优缺点
      3. 2.5.3 设计说明
      4. 2.5.4 测量转换
      5. 2.5.5 配置寄存器设置
    6. 2.6  四线 RTD 测量，低侧基准
      1. 2.6.1 原理图
      2. 2.6.2 优缺点
      3. 2.6.3 设计说明
      4. 2.6.4 测量转换
      5. 2.6.5 配置寄存器设置
    7. 2.7  两个串联两线 RTD 测量，低侧基准
      1. 2.7.1 原理图
      2. 2.7.2 优缺点
      3. 2.7.3 设计说明
      4. 2.7.4 测量转换
      5. 2.7.5 配置寄存器设置
    8. 2.8  两个串联四线 RTD 测量
      1. 2.8.1 原理图
      2. 2.8.2 优缺点
      3. 2.8.3 设计说明
      4. 2.8.4 测量转换
      5. 2.8.5 配置测量设置
    9. 2.9  测量多个两线 RTD
      1. 2.9.1 原理图
      2. 2.9.2 优缺点
      3. 2.9.3 设计说明
      4. 2.9.4 测量转换
      5. 2.9.5 配置寄存器设置
    10. 2.10 测量多个三线 RTD
      1. 2.10.1 原理图
      2. 2.10.2 优缺点
      3. 2.10.3 设计说明
      4. 2.10.4 测量转换
      5. 2.10.5 配置寄存器设置
    11. 2.11 同时测量多个四线 RTD
      1. 2.11.1 原理图
      2. 2.11.2 优缺点
      3. 2.11.3 设计说明
      4. 2.11.4 测量转换
      5. 2.11.5 配置寄存器设置
    12. 2.12 采用低侧基准的通用 RTD 测量接口
      1. 2.12.1 原理图
      2. 2.12.2 优缺点
      3. 2.12.3 设计说明
        1. 2.12.3.1 通用测量接口 - 两线 RTD
        2. 2.12.3.2 通用测量接口 - 三线 RTD
        3. 2.12.3.3 通用测量接口 - 四线 RTD
      4. 2.12.4 测量转换
        1. 2.12.4.1 两线测量
        2. 2.12.4.2 三线测量
        3. 2.12.4.3 四线测量
      5. 2.12.5 配置寄存器设置
    13. 2.13 采用高侧基准的通用 RTD 测量接口
      1. 2.13.1 原理图
      2. 2.13.2 优缺点
      3. 2.13.3 设计说明
        1. 2.13.3.1 通用测量接口，高侧基准 - 两线 RTD
        2. 2.13.3.2 通用测量接口，高侧基准 - 三线 RTD
        3. 2.13.3.3 通用测量接口，高侧基准 - 四线 RTD
      4. 2.13.4 测量转换
        1. 2.13.4.1 两线测量
        2. 2.13.4.2 三线测量
        3. 2.13.4.3 四线测量
      5. 2.13.5 配置寄存器设置
  4. 3总结
  5. 4修订历史记录

1.5.3 设置基准电压和 PGA 增益

选择 IDAC 电流后，请尽可能使用最大基准电阻，但在设置基准时应考虑几个因素。基准电压必须在最小和最大基准电压范围内才能运行。许多 ADC 的基准电压最小值为 0.5V。有些器件的基准电压最大值为 AVDD – AVSS，其他器件的基准电压最大值可能较低，为 AVDD – AVSS – 1V。有关外部基准输入范围的更多规格，请参阅 ADC 数据表。

基准电压的一个不错选择是使用接近 (AVDD – AVSS)/2 的电压。通常，该基准电压用于设置输入测量的共模电压。PGA 放大可能受其输入范围和输出摆幅的限制。通过将输入共模电压设置为 1/2 Vs，PGA 将具有可能的最大范围。许多精密 ADC 具有可放大小输入信号的 PGA。这些 PGA 通常具有 1V/V 至 128V/V 的增益，系数为 2。

此外，选择一个可尽可能增加 ADC 可用输入范围的基准电阻。例如，用几个数值来说明会帮助理解。首先使用 PT100 进行两线 RTD 比例式测量，其中最大电阻为 400Ω。这是图 1-4 中显示的基本比例式测量设置。

如果选择 IDAC 电流为 1mA，则基准电阻可以选择为 1620Ω。400Ω 测量可设置为 PGA 增益为 4。这将使输入电压为 1.6V，而基准电压设置为 1.62V，从而使 ADC 的输入电压范围最大化，达到正满量程范围的 98.8%。可以选择 1600Ω 的基准电阻来最大化 ADC，但较小增益误差或电阻误差可能会使 400Ω 测量超出工作范围。本示例选择了高于 1600 的下一个最大的 1% 电阻值。

将基准电压设置为 1.62V 的另一个好处是，它将 RTD 测量值设置为接近 1/2 Vs。1.62V 基准电压设置 ADC 负输入的输入电压。使用 1mA 的 IDAC 电流和 400Ω 的 RTD 电阻时，输入电压在最大 RTD 电阻时最高，为 0.4V。这会将 ADC 正输入的输入电压设置为 2.02V。

选择稍大的电阻只会降低测量的分辨率。如果选择的基准电阻为 2400Ω，则基准电压变为 2.4V。与 2.4V 基准电压相比，ADC 输入电压为 1.6V（从 PGA 增益为 4 后的 0.4V 开始），ADC 仅使用正满量程范围的 67%。