大家好、我对 ADS122U04 EVM 的原理图有疑问。 对于下面显示的2线 RTD 设置、原理图 R79中有一个电阻器、显示为3.4K 值电阻器。 EVM 用户手册指示可能需要根据 IDAC 输出电流和产生 VREF 电压的 R77值(EVM 上为4.7K)进行更改。 不清楚如何根据对 IDAC 输出电流所做的更改来确定 R79的合适值、从而更新 R77值来创建所需的 VREF 电压？
是否有人可以帮助计算确定正确的值并帮助理解该电阻器的用途？ EVM 手册 Sect 5.1.1中的注释表明、R79是在使用 PGA 增益时保持适当的共模电压、但我对此的理解并不十分清楚。 我了解什么是共模以及这方面的 PGA 要求。
我的具体细节是
使用 ADS1220
IDAC = 10或50uA、具体取决于我们的特定 NTC 热敏电阻
不过、AVDD = 3.3V 可能需要将其升高到更高、以满足 IDAC 合规性。
任何见解都将非常有帮助和受欢迎...
此致、
弗兰克
您好、Frank、
让我在 Bob 享受休假时光的同时在这里帮助他。 我意识到这个答案有一点长。
如果您只担心热敏电阻测量(或双线 RTD 测量)、我实际上建议使用一个将基准电阻放置在热敏电阻低侧的解决方案。 这将使事情变得容易得多。
在 ADS122U04EVM 上、我们使用高侧基准电阻器(=R77)。 这种实现方式通常更适合测量3线 RTD、因为它可以获得稍好的性能。
对于2线和4线 RTD 以及热敏电阻测量、在高侧放置基准电阻没有真正的好处。
在高侧使用基准电阻器实现的一个缺点是、您需要在低侧使用偏置电阻器(R79)、以便将热敏电阻/RTD 上的信号电平转换到 PGA 的共模电压范围。 这也使得在使用3.3V 电源时满足 IDAC 工作的余量变得更加困难。
正如 Bob 之前提到的、进入 ADC 输入的输入电流通常可以忽略不计。 我现在不会担心这些问题。 根据您的温度测量精度要求、您可能需要在任何情况下进行偏移和增益校准、以校准它们引入的潜在误差。
那么、让我们来计算您需要为基准电阻器选择的值。 让我们首先推导将 ADC 代码转换为热敏电阻电阻值的公式。
ADC 将来自 PGA 的差分输入信号与其基准电压进行比较、并提供一个表示两者之间比率的输出代码：
CODE/2^24 =(V_IN *增益)/(2 * V_REF)。
V_IN 是热敏电阻两端的压降：
V_IN = I_IDAC * R_Thermistor
V_REF 是基准电阻器(R_REF)上的压降：
V_REF = I_IDAC * R_REF
其中：
CODE/2^24 =(R_Thermistor *增益)/(2 * R_REF)。
您可以使用此关系根据测得的 ADC 代码计算 R_Thermistor。
从数据表规格中、您将看到 V_IN <= V_REF /增益、或者换句话说、R_Thermistor <= R_REF /增益。
对于热敏电阻测量、通常实际使用增益= 1。 这意味着您的 R_REF 需要大于要测量的最大热敏电阻值。 248kOhm。
在这种情况下、我们首先选择 R_REF = 250kOhm (或接近但至少大于248kOhm 的值)。
当 I_IDAC = 10uA 时、这将产生2.5V 的基准电压。 这在3.3V 电源下不起作用。 这意味着我们确实需要切换到5V 电源、但正如我们将在稍后看到的、这也不起作用。
使用 AVDD = 5V、I_IDAC = 10uA 且 R_REF = 250kOhm 时、热敏电阻两端的最大差分电压为2.48V。
R_REF 和 R_热 敏电阻串联(无论我们使用低侧还是高侧 R_REF 方法)、这意味着我们将在 T=-40°C 时在两个电阻器上产生(2.5V + 2.48V)= 4.98V 的压降 这将不会为 IDAC 的工作留下任何余量。
结论是、ADS1220/ADS122U04无法使用电流激励在低至-40°C 的温度下进行10kOhm NTC 测量、因为我们不能提供足够小的 IDAC 值。
因此、您必须选择电压激励方法、大多数客户无论如何都要选择该方法来进行热敏电阻测量。
有多种方法可以实现这一点。 例如、ADS124S06提供了一种非常方便的方法来实现它、因为该 ADC 提供缓冲的2.5V 电压基准输出、可用于激励热敏电阻。 下面是电路的外观(未在输入上显示任何 RC 滤波器)。
我通常使用以下公式来查找 R_BIAS 的最佳值：
R_BIAS^2 = R_Thermistor_min * R_Theristor_Max = 874 Ω x 248.277k Ω
这意味着设置 R_BIAS = 15kOhm。
根据输出代码计算热敏电阻值的关系如下：
CODE/2^24 =(V_IN *增益)/(2 * V_REF)。
我们将再次在此处使用增益= 1、对于 V_IN、请使用以下电阻分压器公式：
V_IN = V_REF x R_热 敏电阻/(R_热 敏电阻+ R_BIAS)
这将得出：
CODE/2^23 = R_Thermistor /(R_Theristor + R_BIAS)
使用 ADS124S06的解决方案可能会提供最佳性能。 但是、您也可以将更便宜的解决方案(如 ADS1220或 ADS122U04)与模拟电源(或外部电压基准)一起用于激励热敏电阻。 例如、我在 ADS1219数据表应用部分中介绍了该解决方案。
此致、
您好、Joachim/Bob、
因此、我已经回到这个问题、并选择了几个10K NTC 热敏电阻、它们将非常适合我们。 在将原理图提交给其他人进行审阅之前、我的问题是、如您所示、将 RBias 电阻器放置在热敏电阻顶部与放置在热敏电阻下方是否有任何优势？ 似乎它是放置在顶部还是底部、在 NTC 上仍然以相同的方式进行分频器测量、但可能我缺少一些东西。 最初、我将 RBias 放置在 NTC 之上、在此期间、我计划使用 ADS1220 AIN3/REFN1输入上的负载开关来最大限度地减少 NTC 中的自发热、并在我们不进行测量时最大限度地减少电流消耗...
从 TH+_OUT 和 TH-_IN 下方的快照可以看到、电缆的端部将有 NTC 热敏电阻、而 TH-_IN 是信号环路的返回路径。
你们中的任何人都认为应该更改什么？ 我将稍微更新 R-C 滤波器、以将 R14的值减小到更接近 ADS1219数据表中显示的值。
此致、
弗兰克
