ZHDA015 January   2026 ADS124S06 , ADS124S08

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1电路设计和测试系统
    1. 1.1 设计概述
    2. 1.2 RTD 测量的 EMC 测试板概述
      1. 1.2.1 输入配置及 ADC 设置
        1. 1.2.1.1 采用低侧基准的 3 线 RTD 测量的配置及设置
        2. 1.2.1.2 采用高侧基准的 3 线 RTD 测量的配置及设置
      2. 1.2.2 温度误差 - RTD 测量
        1. 1.2.2.1 根据 RTD 电阻计算 RTD 温度
        2. 1.2.2.2 根据 RTD 测量值计算温度误差
        3. 1.2.2.3 实验设置和结果
    3. 1.3 TC 测量的 EMC 测试板概述
      1. 1.3.1 输入配置及 ADC 设置
        1. 1.3.1.1 输入配置
        2. 1.3.1.2 热电偶特性及 ADC 设置
      2. 1.3.2 温度误差 - TC 测量
        1. 1.3.2.1 根据 TC 热电电压计算温度
        2. 1.3.2.2 根据 TC 测量值计算温度误差
        3. 1.3.2.3 实验设置和结果
    4. 1.4 针对 EMC 合规性的电路设计注意事项
      1. 1.4.1 模拟输入保护
      2. 1.4.2 抗混叠滤波器
      3. 1.4.3 每个输入连接器引脚上的高压电容器
      4. 1.4.4 用于放电路径的高压电容器及电阻器
      5. 1.4.5 数字信号串联电阻器
      6. 1.4.6 数字隔离
      7. 1.4.7 电源和保护
    5. 1.5 针对 EMC 合规性的 PCB 布局注意事项
      1. 1.5.1 PCB 层堆叠及接地平面
      2. 1.5.2 避免较长返回路径
      3. 1.5.3 避免 PCB 布线中出现 90 度弯曲
      4. 1.5.4 利用防护环隔离干扰信号
      5. 1.5.5 去耦电容器
      6. 1.5.6 差分信号布线
      7. 1.5.7 拼接过孔
      8. 1.5.8 隔离栅布局
      9. 1.5.9 元件放置
    6. 1.6 测试系统
  4. 2测试细节和结果
    1. 2.1 标准和测试准则
    2. 2.2 静电放电 (ESD)
    3. 2.3 辐射抗扰度 (RI)
    4. 2.4 电快速瞬变 (EFT)
    5. 2.5 浪涌抗扰度 (SI)
    6. 2.6 传导抗扰度 (CI)
  5. 3原理图、PCB 布局和物料清单
    1. 3.1 原理图 - RTD EMC 测试板
    2. 3.2 原理图 - TC EMC 测试板
    3. 3.3 PCB 布局 - RTD EMC 测试板（4 层）
    4. 3.4 PCB 布局 - RTD EMC 测试板（2 层）
    5. 3.5 PCB 布局 - TC EMC 测试板（4 层）
    6. 3.6 PCB 布局 - TC EMC 测试板（2 层）
    7. 3.7 物料清单 - RTD EMC 测试板
    8. 3.8 物料清单 - TC EMC 测试板
  6. 4总结
  7. 5参考资料

1.2.1.2 采用高侧基准的 3 线 RTD 测量的配置及设置

图 1-4 示出了具有 EMC 测试板使用的高侧基准配置的 3 线 RTD 测量系统。使用两个匹配的 IDAC 电流源来消除引线电阻。ADS124S08 使用 EMC 测试板上的 AIN4 及 AIN3 模拟输入通道测量 RTD 电压。
3 线 RTD 高侧基准测量电路图 1-4 3 线 RTD 高侧基准测量电路.
ADS124S08 已按照以下设置进行编程，以测量图 1-4 中所示的电路：
  • 4kSPS 数据速率
  • Sinc3 数字滤波器
  • AIN4/AIN3 模拟输入
  • IDAC1=IDAC2=250uA

  • AIN5 上的 IDAC1，AIN2 上的 IDAC2

  • REFP1/REFN1 上的外部电压基准
  • 正负基准缓冲器均已启用

公式 11 至公式 17 计算出，使用高侧基准尽可能地提高 RTD 测量的 ADS124S08 动态范围需要增益 4：

方程式 11. R1=0Ω, R18=400Ω (bias resistor)
方程式 12. RRTDmin≈18.5Ω at -200°C (PT100)
方程式 13. VRTD_min=IIDAC×RRTD_min=250µA×18.5Ω=0.004625V
方程式 14. VADC_min=Gain×VRTD_min=4×0.004625V=0.00185V
方程式 15. RRTDmax≈390Ω at +850°C (PT100)
方程式 16. VRTD_max=IIDAC×RRTD_max=250µA×390Ω=0.0975V
方程式 17. VADC_max=Gain×VRTD_max=4×0.0975V=0.39V

公式 18 用于计算指定 IDAC 电流流过精密 2.2kΩ 基准电阻器 (R2) 而产生的 ADS124S08 基准电压：

方程式 18. VREF=IIDAC×RREF=250µA×2.2kΩ=0.55V

公式 19 和公式 20 示出了如何根据转换代码 (CODE) 计算 RTD 电阻 (RRTD)：

方程式 19. CODE=VRTD×Gain×2N-1VREF=IIDAC×RRTDΩ×Gain×2N-1IIDAC×RREF=RRTDΩ×Gain×2N-1RREF
方程式 20. RRTD=CODE×RREFGain×2N-1

其中：

  • CODE 是从 ADS124S08 获得的转换代码。

  • RREF 为外部基准电阻器。

  • N 是 ADC 的分辨率，其中 ADS124S08 的 N = 24。

  • 增益是 ADS124S08 PGA 增益的值。

此外，选择的电阻值、IDAC 电流和增益设置应满足这两种设计中 ADS124S08 IDAC 顺从电压。