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

1.1 设计概述

许多工业系统都需要精确的温度测量，包括可编程逻辑控制器 (PLC) 中的温度变送器、温度控制器和温度检测输入模块。许多工业应用都需要高精度 RTD 和 TC 测量，并且还应受到电磁干扰 (EMI)、过压和其他干扰信号的影响。本应用手册讨论了专为温度测量系统设计的两种不同类型的 EMC 测试板，一种支持所有 RTD 接线配置，另一种可使用不同的偏置技术测量 TC。每种类型的电路都有一个 4 层及 2 层电路板。表 1-1 示出了每个电路板支持的功能和特性：

表 1-1 电路板设计摘要
RTDPCB 板层支持 PT100/PT1000？支持 2/3/4 线 RTD？支持低侧和高侧基准？支持 1 或 2 个 IDAC？
电路板 14是是是是
电路板 22是是是是
TCPCB 板层上拉和下拉电阻偏置？电阻偏置到负极引线？用于传感器偏置的 VBIAS？使用上拉电阻进行 REFOUT 偏置？
电路板 34是是是是
电路板 42是是是是

表 1-1 中的 ΔΣ 电路板都使用 ADS124S08，这是一款精密的 24 位 Δ-Σ 模数转换器 (ADC)，可提供低功耗和许多集成功能，从而在测量小信号传感器的应用中降低系统成本和减少元件数量。此 ADC 具有一个低噪声，可编程增益放大器 (PGA)，用于放大电阻电桥、RTD 或热电偶应用中的低电平信号。此外，两个可编程电流源 (IDAC) 可在 RTD 应用中轻松准确地激励电流。最后，输入多路复用器支持多达 12 个输入信号，这些信号可在任何组合中连接到 ADS124S08，以实现设计灵活性。

表 1-1 中的所有电路板还包括外部隔离式电源和数字隔离器。数字隔离器在 ADC 串行外设接口 (SPI) 与精密主机接口 (PHI) 控制器卡（用于监控来自 ADS124S08 的转换数据）之间提供电隔离。PCB 设计用于在恶劣电磁环境中运行的系统，满足 IEC 61000-4-x 标准。

表 1-1 显示，除了 4 层和 2 层 PCB 设计外，所有 EMC 测试板都包含相同的电路和特性。RTD 电路板 1 和电路板 2 具有相同的原理图，但使用的层数不同。TC 电路板 3 和电路板 4 具有相同的原理图，但使用的层数不同。有关详细信息，请参阅 节 3。

为简单起见，本文的其余部分使用两个不同的设计示例来说明温度测量系统的行为和操作：

  • RTD 温度测量：使用 3 线 RTD 并采用低侧及高侧电压基准配置的电路板 1。

  • TC 温度测量：具有 VBIAS 及 REFOUT 偏置配置的电路板 3。

如果适用，每个部分详细说明了电路板 1 或电路板 3 与表 1-1 中所述的其他电路板之间的任何差异。

图 1-1 示出了 ADS124S08 RTD EMC 测试板 1。

采用 ADS124S08 的 RTD EMC 测试板（4 层）图 1-1 采用 ADS124S08 的 RTD EMC 测试板（4 层）.

图 1-2 示出了 ADS124S08 TC EMC 测试板 3。

采用 ADS124S08 的 TC EMC 测试板（4 层）图 1-2 采用 ADS124S08 的 TC EMC 测试板（4 层）.