高集成度模拟前端AFE AD7124在RTD测温场合的应用
Excelpoint世健公司技术支持工程师介绍了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。
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。
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》。
一片AD7124-8最多可支持8路3线制RTD。若对EMC抗扰要求很高，建议改用右侧的接法，一阶无源滤波的R/C值，可以取大。此时一片AD7124-8，仅支持4路3线制RTD。
AD7124灵活的硬件配置，需配合同样灵活的软件配置，来最终实现。共计有8种独立设置（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），每种设置包括以下四个寄存器：
• 滤波器寄存器 FILTER_N
ADI官网提供non-os的驱动代码，一段典型的驱动初始化代码，如下：
以下为建议ADC配置流程:
/************************************************************************ ***//** * @brief Initializes the AD7124.
*
* @param device - The handler of the instance of the driver. * @param slave_select - The Slave Chip Select Id to be passed to the SPI calls. * @param regs - The list of registers of the device (initialized or not) to be * added to the instance of the driver.
*
* @return Returns 0 for success or negative error code. *******************************************************************************/ int32_t AD7124_Setup(ad7124_device *device)
{
int32_t ret;
enum ad7124_registers regNr;
if(!device)
return INVALID_VAL;
device->regs = ad7124_regs;
device->slave_select_id = 0;
device->spi_rdy_poll_cnt = 25000;
|
据了解，在世健公司的技术支持下，多家业内知名的本土工控大厂采用AD7124-8设计的多通道RTD/TC测温板卡，已量产上市。