【導讀】隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，溫度測量與控制十分重要，溫度參數的準確測量對輸出品質(zhì)、生產(chǎn)效率和安全可靠的運行至關(guān)重要。ADI擁有完善的測溫/控溫方案，從無(wú)源的電阻式溫度檢測器RTD、熱電偶Thermocouple (TC)，到直接電流/電壓模擬量輸出、SPI/IIC數字接口輸出的半導體溫度傳感器。
本文便由ADI代理商Excelpoint世健公司技術(shù)支持工程師Vincent Chen詳細介紹了ADI公司廣受歡迎的適用于工業(yè)接觸式RTD測溫的模擬前端AFE AD7124-4/8。
圖1：AD7124-4/8內部框圖
AD7124針對RTD測溫而優(yōu)化的豐富特性有以下幾點(diǎn)：
1. 6種可編程匹配激勵電流，從50 µA、100 µA、250 µA、500 µA、750 µA到1 mA
2. xMux可將兩路恒流源，切至所需通道，靈活構成2/3/4線(xiàn)制PT100測溫
3. 50 Hz/60 Hz同時(shí)抑制(25 SPS，40mS單周期建立，62dB rejection)
4. 模擬輸入緩沖器AIN buffer，再加上8種PGA可編程增益，1-128 V/V，無(wú)需外部額外的調理電路
5. 比例式Ratiometric測量，消除激勵電流源的精度和漂移等誤差源。
ADI官網(wǎng)可以檢索到測試驗證過(guò)的實(shí)驗室電路Circuit Note：《CN-0381, 采用低功耗、精密、24位Σ-Δ型ADC的全集成式4線(xiàn)RTD測量系統》；以及《CN0383, 采用低功耗、精密、24位Σ-Δ型ADC的全集成式3線(xiàn)RTD測量系統》。
采用兩點(diǎn)校準和線(xiàn)性化，在−50℃至+200℃的溫度范圍內，3線(xiàn)系統的整體精度優(yōu)于±1℃。在全功率模式、選擇sinc4濾波器、輸出數據速率為50 SPS的條件下，系統的典型無(wú)噪聲碼分辨率為17.9位；在低功耗模式、選擇后置濾波器、輸出數據速率為25 SPS的條件下，系統的典型無(wú)噪聲碼分辨率為16.8位。
圖2：溫度精度測量（Sinc4濾波器、全功率模式、50 SPS，僅執行25℃一次性校準）
《模擬對話(huà)》解析了ADC前端R-C無(wú)源器件對測量精度的影響，詳見(jiàn)ADI官網(wǎng)的《RTD比率式溫度測量的模擬前端設計考慮》。
掃描二維碼關(guān)注“ADI智庫”，即刻查看《RTD比率式溫度測量的模擬前端設計考慮》全文
圖3：使用AD7124進(jìn)行RTD測量的模擬輸入配置
一片AD7124-8最多可支持8路3線(xiàn)制RTD。若對EMC抗擾要求很高，建議改用右側的接法，一階無(wú)源濾波的R/C值，可以取大。此時(shí)一片AD7124-8，僅支持4路3線(xiàn)制RTD。
圖4：三線(xiàn)制的兩種接法，側重于通道密度或者EMC性能
AD7124靈活的硬件配置，需配合同樣靈活的軟件配置，來(lái)最終實(shí)現。共計有8種獨立設置（Channel Register不同于物理通道，甚至可以8/16路物理通道，采用同一套Config），每種設置包括以下四個(gè)寄存器：
配置寄存器 Config_N
濾波器寄存器 FILTER_N
失調寄存器 OFFSET_N
增益寄存器GAIN_N
圖5：差分和單端混合配置（使用多種公用設置）
ADI官網(wǎng)提供non-os的驅動(dòng)代碼，一段典型的驅動(dòng)初始化代碼，如下：
以下為建議ADC配置流程：
（來(lái)源：亞德諾半導體）
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