PDF《电路笔记 CN-0376》

5 mm小型LFCSP封装,并且集成了几乎所有必需的功能, 除了隔离以及附加前端滤波和保护之外.用于数据和电源 隔离的隔离电路仅占用87 mm2 ,最小合并宽度为12.5 mm. 端子连接 图2显示了两个输入通道各自的端子连接.这些引脚对应 于硬件中的P1和P2(见图1).热电偶以及2/3/4线RTD连接如 图所示. 输入滤波 如图3所示,输入共模噪声滤波由R

1、C1和R

2、C2实现, 截止频率约为50 kHz.差分噪声滤波由R

1、R2和C3实现, 截止频率约为2.5 kHz.务必以Σ-Δ调制器频率(全功率模式 下为307 kHz)滤除任何干扰,这点特别重要.建议调整这些 滤波器的截止频率以满足系统带宽要求,共模滤波器的截 止频率约为差分滤波器截止频率的10倍. 输入保护 为保护输入不受过压状况影响,AD7124-4的每个输入路径 上都放置了3 kΩ电阻.此电阻值将30 V DC过压产生的电流 限制在10 mA以下. 考虑30 V电压连接在AIN+和AIN?之间的情况.从AIN+朝 里看,30 V电压看到R1 (3 kΩ),之后是内部ESD保护二极 管,再后面是从AIN3朝外看到的3 kΩ电阻与从AIN4朝外 看到的3 kΩ电阻并联.忽略内部ESD保护二极管,AIN+与AIN?之间的总电阻为3 kΩ +

3 kΩ||3 kΩ = 4.5 kΩ.因此,流经AD7124-4的电流限值为30 V ÷ 4.5 kΩ = 6.7 mA. CN-0376 Rev.

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7 kΩ

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5 * ? = NTC REF NTC NTC V V V R RTD输入 图1所示电路可连接到2线、3线或4线RTD.最大可测量 3.92 kΩ电阻,因此它适用于Pt100和Pt1000 RTD.使用电流 激励,电阻测量为RTD与3.92 kΩ精密基准电阻(RREF )之间的 比率式测量结果.如图3所示,RTD测量在AIN1和AIN3之 间进行,REFIN1+和REFIN1?用作测量的基准输入.激励 电流设置如下: ? 2线模式:仅AIN0上的激励有效,设置为250 μA. ? 3线模式:AIN0和AIN4上的激励电流均有效,各设置为

100 μA. ? 4线模式:仅AIN0上的激励有效,设置为250 μA. 使用高端电流检测技术.对于较低的RTD引线电阻值,此 技术可降低3线模式下电流失配的影响.有关3线RTD配置 的更多信息,参见电路笔记CN-0383. 基准电阻(RREF )选择为3.92 kΩ,最高支持850°C的Pt1000 RTD 测量(850°C时RTD电阻为3.9048 kΩ).RREF 的值必须根据RTD 的最大预期电阻来选择.RREF 电阻的精度直接影响测量精 度,因此,必须使用精密、低漂移电阻. 4线模式下,激励电流必须设置为250 ?A,3线模式下设置为

100 ?A.对于4线模式,假设RTD值为3.92 kΩ.来自AIN0的 激励电流流经RREF + RRTD + RRETURN = 3.92 kΩ + 3.92 kΩ +

3 kΩ = 10.84 kΩ.因此,AIN0处的电压等于250 ?A * 10.84 kΩ = 2.71 V.AD7124-4指定激励电流输出端的输出顺从电压为 AVDD ?0.35V,即3.3VC0.35V=2.95V.因为2.95V>

2.71V,所 以即使对于最大RTD电阻,250 ?A激励电流也能正常工作. 有关4线RTD配置的更多信息,参见电路笔记CN-0381. 在3线模式下,来自AIN4的引脚补偿激励电流也会流经3 kΩ 返回电阻,在AIN0处产生一个附加电压:250 μA *

3 kΩ = 0.75V.因此,AIN0处的总电压等于2.71V+0.75V=3.46V, 这违反了裕量要求.所以,在3线模式下,各激励电流必 须降至100 μA以提供足够的裕量. PGA增益可用来提高测量分辨率.对于Pt100 RTD,建议使 用8倍增益(因为Pt100值比Pt1000值小10倍). 为实现所需精度,RTD本身必须由主机控制器通过软件进 行线性化,参见电路笔记CN-0383. 热电偶测量 如图3所示,热电偶连接在AIN+和AIN?端子之间.AIN4 引脚为热电偶提供3.3 V ÷