热电偶

图1所示电路提供一个双通道、通道间隔离的热电偶或RTD输入，适用于可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)。该高集成度设计采用低功耗、24位、Σ- 型模数转换器(ADC)，带有丰富的模拟和数字特性，无需额外的信号调理IC。

每个通道可接受热电偶或RTD输入。整个电路采用标准24 V总线电源供电。各通道的大小仅有27 mm × 50 mm。

图1所示电路是一种隔离式智能工业现场仪表，可与许多类型的模拟传感器，如温度传感器(Pt100、Pt1000、热电偶)或桥式压力传感器等接口。该仪表通过4 mA至20 mA模拟输出和可寻址远程传感器高速通道(HART^®)接口进行通信。HART是一种数字双向通信，可在标准4 mA至20 mA模拟电流信号之上调制一个1 mA峰峰值频移键控(FSK)信号。HART接口可实现众多功能，例如远程校准、故障查询和过程变量传输；这些功能在诸如温度和压力控制等应用中是必须的。

该电路采用超低功耗、精密、24位-型模数转换器(ADC)AD7124-4，其包括温度和压力系统所需的全部特性。该电 路还包括16位4 mA至20 mA环路供电数模转换器(DAC)AD5421， 业界功耗较低且尺寸较小的HART兼容型IC调制解调器AD5700，提供超低功耗串行外设接口(SPI)隔离的 ADuM1441，CMOS开关ADG5433以及位于隔离功率电路中的低功耗3.3 V稳压器ADP162。

图1所示电路是一个集成的2线、3线或4线电阻温度检测器(RTD)系统，基于 AD7124-4/AD7124-8 低功耗、低噪声、24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)，针对高精度测量应用而优化。

本电路笔记使用B类Pt100 RTD传感器，其在0°C时的精度为±0.3°C，但它可以支持其他精度更高的RTD类型，如A类、AA类、1/3 DIN或1/10 DIN。此电路还支持低功率应用中使用的Pt1000 RTD。

AD7124-4/AD7124-8可以实现高分辨率、低非线性、低噪声性能及50 Hz/60 Hz高抑制性能，适合于工业RTD系统。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，系统的典型峰峰值分辨率为0.0043°C（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，系统的典型峰峰值分辨率为0.0092°C（16.8位）。这些设置表明，系统精度明显优于传感器精度。

AD7124-4/AD7124-8集成了支持RTD测量所需的几个重要系统构建模块。包括可编程激励电流源和可编程增益放大器(PGA)在内的多种功能分别用于激励和放大RTD信号，从而支持其直接与传感器连接并简化设计，同时降低成本和功耗。

片内数字滤波的多个选项和三种集成功耗模式（其中电流消耗、输出数据速率范围、建立时间和均方根噪声均得到优化）为应用提供了灵活性。低功耗模式下消耗的电流仅为255 µA，全功率模式下消耗的电流为930 µA。在关断模式下，整个ADC及其辅助功能全被关断，此时AD7124-4/AD7124-8的典型功耗为1 µA。这些功耗选项使得AD7124-4/AD7124-8既适合功耗不重要的应用，如输入模块，也适合低功耗应用，如环路供电智能变送器（整个变送器的功耗必须低于4 mA）。

AD7124-4/AD7124-8还集成了丰富的诊断功能，作为其全面特性组合的一部分。此功能可用来检查模拟引脚上的电平是否在额定工作范围以内。这些器件还包括对串行外设接口(SPI)总线的循环冗余校验(CRC)和信号链检查，从而提供更鲁棒的解决方案。这些诊断功能可减少执行诊断功能所需的外部元件，从而减小解决方案尺寸、缩短设计时间并节省成本。

图1所示电路是一个集成的热电偶测量系统，基于AD7124-4/AD7124-8 低功耗、低噪声、24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)，针对高精度测量应用而优化。 使用该系统的热电偶测量在−50℃至+200℃的测量温度范围内具有±1℃的整体系统精度。 系统的典型无噪声码分辨率约为15位。

AD7124-4可配置为4个差分或7个伪差分输入通道，而AD7124-8可配置为8个差分或15个伪差分输入通道。片内低噪声可编程增益阵列(PGA)确保ADC中可直接输入小信号。

AD7124-4/AD7124-8提供最高的信号链集成度，其中包括可编程低漂移激励电流源、偏置电压发生器和内部基准电压源。片内集成了系统需要的大部分构建模块，因而能够简化热电偶系统设计。

AD7124-4/AD7124-8允许用户灵活地使用三种集成功耗模式中的一种，电流消耗、输出数据速率范围和均方根噪声与所选的功耗模式相对应。低功耗模式下，AD7124-4/AD7124-8的功耗仅255 μA，全功率模式下为930 μA。 这些功耗选项使得该器件既适合功耗不重要的应用，如输入/输出模块，也适合低功耗应用，如环路供电智能变送器（整个变送器的功耗必须低于4 mA）。

该器件还具有关断选项。 在关断模式下，整个ADC及其辅助功能均关断，器件的典型功耗降至1 μA。AD7124-4/AD7124-8还集成了丰富的诊断功能，作为全面特性组合的一部分。

图1所示电路是一个灵活的4通道低功耗热电偶测量电路，总功耗小于8 mW。该电路包括一个多路复用前端，后接一个具有雷洁不长冷结补偿功能的仪表放大器，其以5 mV/°C的精确比例系数将热电偶测量的温度转换为电压。在−25°C至+400°C的测量范围内，误差小于2°C，该误差主要是由热电偶非线性引起。非线性校正算法可将900°C测量范围内的误差降低至0.5°C以下。无噪声分辨率小于0.1°C。

该信号随后由24位 Σ-Δ 型ADC数字化，数字值通过I²C串行接口提供。设计采用PMOD形式，原型开发可迅速完成，且只需要非常少的PCB面积，特别适合需要精密热电偶温度测量的应用。

本电路显示如何在精密热电偶温度监控应用中使用精密模拟微控制器ADuCM360/ADuCM361。ADuCM360/ADuCM361集成双通道24位-型模数转换器(ADC)、双通道可编程电流源、12位数模转换器(DAC)、1.2 V内部基准电压源、ARM Cortex-M3内核、126 kB闪存、8 kB SRAM以及各种数字外设，例如UART、定时器、SPI和I²C接口等。

在本电路中，ADuCM360/ADuCM361连接到一个热电偶和一个100 铂电阻温度检测器(RTD)。RTD用于执行冷结补偿。

在源代码中，ADC采样速率选择4 Hz。当ADC输入可编程增益放大器(PGA)的增益配置为32时，ADuCM360/ADuCM361的无噪声代码分辨率大于18位。

LTC2983 测量各种温度传感器并数字输出结果（以 °C 或 °F 为单位），具有 0.1°C 精度和 0.001° C 分辨率。LTC2983 可以测量几乎所有标准（B、E、J、K、N、S、R、T 型）或自定义热电偶的温度，自动补偿冷端温度并实现结果线性化。该器件还可以使用标准的 2，3 或 4 线式 RTD、热敏电阻和二极管来测量温度。它具有 20 个可重新配置的模拟输入，支持许多传感器连接和配置选项。LTC2983 包括适用于每种温度传感器的激励电流源和故障检测电路。

LTC2983 可直接与接地参考传感器接口，无需电平转换器、负电源电压或外部放大器。所有信号通过由内部 10ppm/°C（最大值）基准电压源驱动的三个高精度、24 位 ΔΣ ADC 进行缓冲和同步数字化。

应用

• 直接热电偶测量
• 直接 RTD 测量
• 直接热敏电阻测量
• 自定义传感器应用

LTC^®2984 可测量多种温度传感器并以数字方式输出结果 (采用 °C 或 °F 为单位)，具有 0.1°C 的准确度和 0.001°C 的分辨率。LTC2984 能够测量几乎所有标准 (B、E、J、K、N、S、R、T 类) 热电偶或定制热电偶的温度，可自动补偿冷结点温度并对结果进行线性化。另外，该器件还能利用标准的两线、三线或四线式 RTD、热敏电阻和二极管来测量温度。其具有 20 个可重配置的模拟输入，从而实现了众多的传感器连接和配置选项。LTC2984 包括适用于每种温度传感器的激励电流源和故障检测电路，以及一个用于存储定制系数和通道配置数据的 EEPROM。

LTC2984 可直接连接至参考于地的传感器，并不需要电平移位器、负电源电压或外部放大器。所有的信号皆由三个高准确度的 24 位 ΔΣ ADC 进行缓冲和同时数字化处理，并利用一个内部 10ppm/°C (最大值) 基准来驱动。

• 直接热电偶测量
• 直接 RTD 测量
• 直接热敏电阻测量
• 定制传感器应用

LTC2986测量各种温度传感器并数字输出结果（以°C或°F为单位），具有0.1°C精度和0.001°C分辨率。LTC2986可以测量几乎所有标准（B、E、J、K、N、S、R、T型）或自定义热电偶的温度，自动补偿冷端温度并实现结果线性化。该器件还可以使用标准的2线、3线或4线RTD、热敏电阻和二极管来测量温度。LTC2986包括适用于每种温度传感器的激励电流源和故障检测电路。

LTC2986/LTC2986-1是20通道LTC2983/LTC2984的10通道软件和引脚兼容版本。其他特性包括可在通用多传感器应用中实现轻松保护的特殊模式、通用ADC读数的自定义表，以及有源模拟温度传感器的直接温度读数。LTC2986-1是LTC2986的EEPROM版本。

应用

• 直接热电偶测量
• 直接RTD测量
• 直接热敏电阻测量
• 自定义传感器应用

AD7124-4是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、完整模拟前端。该器件内置一个低噪声24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)，可配置来提供4个差分输入或7个单端或伪差分输入。片内低噪声级确保ADC中可直接输入小信号。

AD7124-4的主要优势之一是用户可灵活使用三种集成功率模式。当前的功耗、输出数据速率范围和均方根噪声均可通过所选功率模式进行定制。该器件还提供多个滤波器选项，确保为用户带来更大的灵活性。

当输出数据速率为25 SPS（单周期建立）时，AD7124-4可实现50 Hz和60 Hz同时抑制，且在较低输出数据速率下，可实现超过80 dB的抑制性能。

AD7124-4提供高的信号链集成度。该器件内置一个精密低噪声、低漂移内部带隙基准电压源，也可采用内部缓冲的外部差分基准电压。其他主要集成特性包括可编程低漂移激励电流源、开路测试电流控制和偏置电压发生器，后者可将某一通道的共模电压设置为AV_DD/2。低端功率开关支持用户在两次转换之间关断桥式传感器，确保系统功耗较低。该器件还允许用户采用内部时钟或外部时钟工作。

内置通道序列器可以同时使能多个通道，AD7124-4按顺序在各使能通道上执行转换，简化了与器件的通信。多达16个通道可随时使能；这些通道具有模拟输入或诊断功能（比如电源检查或基准电压源检查）。这一独特的特性允许诊断和转换交替进行。缓冲和基准电压源。 用户可在各通道上分配任何设置。

AD7124-4还支持按通道配置。该器件支持8种配置或设置。每种配置包括增益、滤波器类型、输出数据速率、缓冲和基准电压源。用户可在各通道上分配任何设置。

AD7124-4还集成了丰富的诊断功能，作为全面特性组合的一部分。这些诊断功能包括循环冗余校验(CRC)、信号链检查和串行接口检查，从而提供更强大的解决方案。这些诊断功能可减少执行诊断功能所需的外部元件，从而减少对电路板空间的需求，缩短设计时间并节省成本。根据IEC 61508，典型应用的失效模式影响和诊断分析(FMEDA)表明安全失效比率(SFF)大于90%。

该器件采用2.7 V至3.6 V单模拟电源或1.8 V双电源工作。数字电源范围为1.65 V至3.6 V。器件的额定温度范围为−40°C至+105°C。AD7124-4采用32引脚LFCSP封装或24引脚TSSOP封装。

应用

• 温度测量
• 压力测量
• 工业过程控制
• 仪器仪表
• 智能变送器

AD7124-8是一款适合高精度测量应用的低功耗、低噪声、全集成式模拟前端。AD7124-8 W级通过汽车应用AEC-Q100认证。该器件内置一个低噪声24位Σ-Δ型模数转换器(ADC)，可配置来提供8个差分输入或15个单端或伪差分输入。片内低噪声级确保ADC中可直接输入小信号。

AD7124-8的主要优势之一是用户可灵活使用三种集成功率模式。当前的功耗、输出数据速率范围和有效值噪声均可通过所选功率模式进行定制。该器件还提供多个滤波器选项，确保为用户带来最大的灵活性。

当输出数据速率为25 SPS（单周期建立）时，AD7124-8可实现50 Hz和60 Hz同时抑制，且在较低输出数据速率下，可实现超过80 dB的抑制性能。

AD7124-8提供最高的信号链集成度。该器件内置一个精密低噪声、低漂移内部带隙基准电压源，并接受外部差分基准电压，后者可进行内部缓冲。其他主要集成特性包括可编程低漂移激励电流源、开路测试电流控制和偏置电压发生器，后者可将某一通道的共模电压设置为AV_DD/2。低端功率开关支持用户在两次转换之间关断桥式传感器，确保系统功耗绝对最低。该器件还允许用户采用内部时钟或外部时钟工作。

内置通道序列器可以同时使能多个通道，AD7124-8按顺序在各使能通道上执行转换，简化了与器件的通信。多达16个通道可随时使能，这些通道具有模拟输入或诊断功能（比如电源检查或基准电压源检查）。这一独特的特性允许诊断和转换交替进行。AD7124-8还支持各通道配置。该器件支持8种配置或设置。每种配置包括增益、滤波器类型、输出数据速率、缓冲和基准电压源。用户可在各通道上分配任何设置。

AD7124-8还集成了丰富的诊断功能，作为全面特性组合的一部分。这些诊断功能包括循环冗余校验(CRC)、信号链检查和串行接口检查，从而提供更强大的解决方案。这些诊断功能可减少执行诊断功能所需的外部元件，从而减少对电路板空间的需求，缩短设计时间并节省成本。根据IEC 61508，典型应用的失效模式影响和诊断分析(FMEDA)表明安全失效比率(SFF)大于90%。

该器件采用2.7 V至3.6 V单模拟电源或1.8 V双电源工作。数字电源范围为1.65 V至3.6 V。器件的额定温度范围为−40°C至+125°C。AD7124-8采用32引脚LFCSP封装。

应用

• 温度测量
• 压力测量
• 工业过程控制
• 仪器仪表
• 智能发射器

ADuCM360是完全集成的3.9 kSPS、24位数据采集系统，在单芯片上集成双核高性能多通道Σ-Δ型模数转换器(ADC)、32位ARM Cortex™-M3处理器和Flash/EE存储器。在有线和电池供电应用中，ADuCM360设计为与外部精密传感器直接连接。ADuCM361集成了ADuCM360的全部功能，不过它仅有一个24位Σ-Δ ADC (ADC1)。

ADuCM360/ADuCM361自带一个片内32 kHz振荡器和一个内部16 MHz高频振荡器。高频振荡器通过一个可编程时钟分频器进行中继，在其中产生处理器内核时钟工作频率。最大内核时钟速度为16 MHz；该速度不局限于工作电压或温度。

微控制器内核为低功耗ARM Cortex-M3处理器，它是一个32位RISC机器，峰值性能最高可达20 MIPS。Cortex-M3处理器集成了灵活的11通道DMA控制器，支持全部有线通信外设(SPI、UART和 I2C)。片内还集成128 kB非易失性Flash/EE存储器和8 kB SRAM。

模拟子系统由双通道ADC组成，每个ADC均连接到一个灵活的输入多路复用器。两个ADC都可在全差分和单端模式下工作。其他的片内ADC功能包括：双通道可编程激励电流源、诊断电流源和偏置电压产生器AVDD_REG/2（900 mV），可设置输入通道的共模电压。低端内部接地开关可在两次转换之间关断外部电路（例如桥电路）。

ADC包含两个并联的滤波器：一个sinc3或sinc4滤波器与sinc2滤波器并联。Sinc3或Sinc4滤波器用于精密测量。sinc2滤波器用于快速测量和输入信号的步进变化检测。

该器件集成一个低噪声、低漂移内部带隙基准电压源，但在采用比例式测量配置时可配置成接受一或两个外部基准电压源。片内集成了可缓存外部基准电压输入的选项。片内集成一个单通道缓冲电压输出DAC。

ADuCM360/ADuCM361集成了一系列片内外设，可以根据应用需要通过微控制器软件控制进行配置。这些外设包括：UART、I2C和双通道SPI串行I/O通信控制器、19引脚GPIO端口；两个通用定时器；唤醒定时器及系统看门狗定时器。同时提供了一个带6个输出通道的16位PWM控制器。

ADuCM360/ADuCM361专为要求低功耗工作的电池供电应用而设计。微控制器内核可配置为普通工作模式，功耗290 μA/MHz（包括flash/ SRAM IDD）。在两个ADC均打开（输入缓冲器关闭）、PGA增益为4、一个SPI端口打开和所有定时器均打开时，系统总电流消耗可以达到1 mA。

ADuCM360/ADuCM361通过直接编程控制可配置为许多低功耗工作模式，包括休眠模式（内部唤醒定时器有效），此时能耗仅为4 μA。在休眠模式下，诸如外部中断或内部唤醒定时器等外设可以唤醒该器件。该模式可让器件在功耗极低的情况下运行，同时仍然响应外部异步或周期事件。

应用

• 工业自动化和过程控制
• 智能精密检测系统
• 4 mA至20 mA环路供电智能传感器系统
• 医疗设备、病人监护

ADT7320是一款4 mm × 4 mm LFCSP封装高精度数字温度传感器，可在较宽的工业温度范围内提供突破性的性能。该器件含有一个内置带隙基准电压源、一个温度传感器和一个16位模数转换器(ADC)，用于监控温度并进行数字转换，分辨率为0.0078°C。默认ADC分辨率设置为13位(0.0625°C)。ADC分辨率为用户可编程模式，可通过串行接口更改。

ADT7320的保证工作电压范围为2.7 V至5.5 V；工作电压为3.3 V时，平均电源电流的典型值为210 μA。ADT7320具有关断模式，可关断器件，3.3 V时的关断电流典型值为2.0 μA，额定工作温度范围为−40°C至+150°C。

CT引脚属于开漏输出，当温度超过临界温度限值（可编程）时，该引脚变为有效。INT引脚也属于开漏输出，当温度超过限值（可编程）时，该引脚变为有效。INT和CT引脚可在比较器模式和中断事件模式下工作。

产品聚焦

• 易于使用，不需要用户校正或校准。
• 低功耗。
• 极佳的长期稳定性和可靠性。
• 适合工业、仪器仪表和医疗应用的高精度。
• 采用16引脚、4 mm × 4 mm LFCSP封装，符合RoHS标准。

应用

• RTD和热敏电阻的替代产品
• 热电偶冷结补偿
• 医疗设备
• 冷结补偿
• 工业控制与测试
• 食物运输与储存
• 环境监控和HVAC
• 激光二极管温度控制

ADT7420的保证工作电压范围为2.7 V至5.5 V；工作电压为3.3 V时，平均电源电流的典型值为210 μA。ADT7420具有关断模式，可关断器件，3.3 V时的关断电流典型值为2.0 μA，额定工作温度范围为-40℃至+150℃。

引脚A0和A1用于地址选择，可为ADT7420提供四个I²C地址。CT引脚属于开漏输出，当温度超过临界温度限值（可编程）时，该引脚变为有效。INT引脚也属于开漏输出，当温度超过限值（可编程）时，该引脚变为有效。INT引脚和CT引脚可在比较器模式和中断事件模式下工作。

1. 易于使用，不需要用户校正或校准。
2. 低功耗。
3. 极佳的长期稳定性和可靠性。
4. 适合工业、仪器仪表和医疗应用的高精度。
5. 采用16引脚、4 mm × 4 mm LFCSP封装，符合RoHS标准。

• RTD及热敏电阻的替代产品
• 冷结补偿
• 医疗设备
• 工业控制与测试
• 食物运输与储存
• 环境监控和HVAC
• 激光二极管温度控制