高集成度模拟前端AFE AD7124在RTD测温场合的应用

随着工业生产的发展，温度测量与控制十分重要，温度参数的准确测量对输出品质、生产效率和安全可靠的运行至关重要。作为一家高性能模拟大厂，ADI公司拥有完善的测温/控温方案，从无源的电阻式温度检测器RTD、热电偶Thermocouple (TC)，到直接电流/电压模拟量输出、SPI/IIC数字接口输出的半导体温度传感器。

与ADI合作三十多年的代理商——Excelpoint世健公司技术支持工程师Vincent Chen向我们介绍了ADI公司广受欢迎的适用于工业接触式RTD测温的模拟前端AFE AD7124-4/8。

图1：AD7124-4/8内部框图

AD7124针对RTD测温而优化的丰富特性有以下几点：

1)6种可编程匹配激励电流，从50 µA、100 µA、250 µA、500 µA、750 µA到1 mA

2)xMux可将两路恒流源，切至所需通道，灵活构成2/3/4线制PT100测温

3)50 Hz/60 Hz同时抑制(25 SPS，40mS单周期建立,62dB rejection)

4)模拟输入缓冲器AIN buffer，再加上8种PGA可编程增益，1-128 V/V，无需外部额外的调理电路

5)比例式Ratiometric测量，消除激励电流源的精度和漂移等误差源。

ADI官网可以检索到测试验证过的实验室电路Circuit Note： 《CN-0381, 采用低功耗、精密、24位Σ-Δ型ADC的全集成式4线RTD测量系统》;以及《CN0383, 采用低功耗、精密、24位Σ-Δ型ADC的全集成式3线RTD测量系统》。

采用两点校准和线性化，在−50℃至 200℃的温度范围内，3线系统的整体精度优于±1℃。 在全功率模式、选择sinc4滤波器、输出数据速率为50 SPS的条件下，系统的典型无噪声码分辨率为17.9位;在低功耗模式、选择后置滤波器、输出数据速率为25 SPS的条件下，系统的典型无噪声码分辨率为16.8位。

图2：温度精度测量(Sinc4滤波器、全功率模式、50 SPS，仅执行25℃一次性校准)

ADI出版的技术周刊《模拟对话Analog Dialogue》，解析了ADC前端R-C无源器件对测量精度的影响，详见ADI官网的《RTD比率式温度测量的模拟前端设计考虑》。