AD7714在温度测量中的使用要点

　　在通过RTD或者热电偶测量温度时,通过传感器得到的为低电平的小信号,例如当PT100的激励电流为200 uA, 0℃时PT100两端的电压为20 mV,K型热电偶的热电势通常为39 uV/℃,在10℃时热电偶两端电压仅为0. 397mV。而在测量低电平小信号时通常采用前级抗混叠滤波器、可编程增益放大器对信号进行处理,然后通过ADC进行测量。

　　但上述的电路会引入误差并增加系统成本与复杂性。为简化设计,并减少由前级电路引入的误差,在温度测量中采用AD7714用于前端信号采集处理。

　　AD7714使用简单而灵活,但是在应用中需要重点注意三个方面,否则会对测量造成较大的误差。

　　1　AD7714内部缓冲器的使用

　　AD7714具有一个高阻抗的输入缓冲器,可以通过对BUFFER引脚的控制接入或者断开。图1为没有输入缓冲器的AD7714等效输入电路。

　　上图所示为没有接入输入缓冲器的AD7714的输入通道结构,其输入通道的等效电路如图2所示。输入开关在7pF采样电容和地直接交替接通。开关频率取决于输入时钟和PGA增益。若转换器是按照20位的精度进行工作,则7pF内部电容CSAMP在开关将电容器接到输入端器件必须充电到20位的精度。要充电到20位的精度,则电容必须充电至少14倍时间常数。与输入端串联的任何外接电阻将增大这个时间常数。

　　为维持给定的精度,对AD7714外接的电阻、电容值有一定的限制,如下图阻容参数表为实现20位精度时,外接阻容参数。注意:如果必须外接电阻、电容,所用的电容应该是具有低的非线性以及低泄漏的,例如聚苯乙烯或者聚丙烯电容。如果将AD7714片内缓冲器接入,就可以将内部开关电容阵列与外部电路隔离,从而防止源阻抗和外部电容引起输入稳定误差,但这样做的问题是输入信号必须满足一定的要求。

　　AD7714在buffer模式时,输入端的共模电压范围为:最小值为AGND+50mV,最大值为AVDD-1.5 V。AD7714如果工作在unbuffer模式时,输入端的共模电压范围为:最小值为AGND-30 mV,最大值为AVDD+30 mV。因此在使用AD7714时,一定要注意采用buffer模式或者unbuffer模式的区别,以及对于输入信号的限制。

　　在温度测量中,采用电路如图3,为四线式热电阻PT100测量示意图。此时电阻对AD7714表现为小的源阻抗,因此这不一定必须采用AD7714的buffer模式。如果必须采用buffer模式,例如在热电阻的输入信号端加上阻容滤波网络,则可以在RTD的末端和地之间加上小电阻,提升共模电压,以满足在buffer模式下对于输入端信号的要求。

　　2　数字滤波器的使用

　　AD7714片内的数字滤波器是一种低通、(sinx/x)³类型响应的滤波器。