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
对于这种三线 RTD 设计,使用两个匹配的 IDAC 电流源主动消除引线电阻误差。IDAC1 通过 RTD 的引线 1 将电流拉至 RTD 和基准电阻 RREF。IDAC2 通过 RTD 的引线 2 将电流拉至基准电阻。如果 IDAC1 和 IDAC2 相同且引线电阻匹配,则在根据 AIN1 和 AIN2 进行的测量中,引线电阻误差会消除。
测量电路需要:
请注意,RTD 由 IDAC1 驱动,而 RREF 由 IDAC1 和 IDAC2 共同驱动。假设 IDAC 电流匹配,则测量也是比例式测量,无需将输入或基准转换为电压即可进行转换。与两线 RTD 测量一样,该拓扑需要具有高精度和低漂移的精密基准电阻器。
来自 AIN0 和 AIN3 的 IDAC 电流被驱动到三条 RTD 引线中的两条引线。IDAC1 驱动 RTD 和一个引线电阻,而 IDAC2 驱动第二个引线电阻。假设 IDAC 电流匹配且引线电阻匹配,则在 ADC 测量中引线电阻两端的压降相互抵消。如果没有引线电阻,则测量电压为 IIDAC1 • RRTD,而基准电压为 (IIDAC1 + IIDAC2) • RREF。如果两个 IDAC 电流匹配,则 IDAC 项会在测量转换时消失。
下面显示了匹配的 IDAC 源如何消除引线电阻误差。方程式 24 和方程式 25 从 AIN1 和 AIN2 处的电压开始,并包含引线电阻贡献。
ADC 输入电压测量 VAIN1 – VAIN2,RLEAD3 和 RREF 项会消失。
假设引线电阻相等且 IDAC 电流匹配,以便 RLEAD1 = RLEAD2 = RLEAD 并且 IIDAC1 = IIDAC2 = IIDAC。结果变成:
同时,基准电阻将 IIDAC1 和 IIDAC2 的总和分流为:
与两线 RTD 示例一样,使用 RTD 的预期可用范围开始设计。选择基准电阻和 IDAC 电流值以将输入电压置于 PGA 范围内,同时确保 IDAC 在其顺从电压范围内运行。正如在所有比例式测量中那样,基准电阻 RREF 必须是具有高精度和低漂移的精密电阻器。
要验证设计是否在 ADC 工作范围内,请先计算 AIN1 和 AIN2 的电压以及最大差分输入电压。假设引线电阻很小,可以忽略,方程式 24 和方程式 25 可简化为方程式 29 和方程式 30。在给定增益设置和电源电压的情况下,验证 VAIN1 和 VAIN2 是否处于 PGA 的输入范围内。根据所需的温度测量值使用最大 RTD 电阻。
此外,验证根据 VAIN0 和 VAIN3 计算得出的 IDAC 源输出电压是否足够低于 AVDD,以便处于 IDAC 电流源的顺从电压范围内。由于 IDAC1 的电压始终高于 IDAC2 的电压,因此计算 VAIN0 处的输出电压足以验证 IDAC 顺从电压。该计算已显示在方程式 29 中,因为 VAIN0 与 VAIN1 的电势相同。
基准电阻器 RREF必须是具有高精度和低漂移的精密电阻器。RREF 中的任何误差在 RTD 测量也会出现。所示出的REFP0 和 REFN0 引脚作为开尔文连接与 RREF 电阻器相连,以获得最佳的基准电压测量值。这消除了作为基准电阻测量误差的一切串联电阻。