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低功能Δ-ΣADC测量分辨率

时间:2019-03-07 ??来源:敏创电子??编辑:热敏电阻厂家??浏览:
低功能Δ-ΣADC适用于需要宽动态范围和大量无噪声位的低功耗应用。使用此ADC,您可以使用公式1和2计算电路的温度分辨率:

R TLSB =(V REF ×(T CMAX - T CMIN))/(FS×(V RTMAX - V RTMIN)) (公式1)
R TNFR =(V REF ×(T CMAX - T CMIN))/(NFR×(V RTMAX - V RTMIN)) (公式2)
 
其中R TLSB是1 LSB的PRTD分辨率; R TNFR是PRTD无噪声分辨率(NFR); V REF是参考电压; T °CMAX是最大测量温度; T °CMIN是最低测量温度; V RTMAX是最大测量温度下的PRTD压降; V RTMIN是测量温度下的PRTD压降; FS是MAX11200在单端配置(2 23 -1)时的ADC满量程代码; 和NFR是低功能Δ-ΣADC在单端配置中的无噪声分辨率(2 20 -1,10sps)。
表1列出了使用公式1和2测量PTS1206-100Ω和PTS1206-1000Ω的测量分辨率。

表1.温度测量分辨率
V REF T C. R T 100 R T 1000 R A(100) R A(1000) R TLSB(100) R TLSB(1000) R TNFR(100) R TNFR(1000)
(V) (C) (Ω) (Ω) (Ω) (Ω) (℃/ LSB) (℃/ LSB) (℃/ NFR) (℃/ NFR)
3 -55 78.32 783.19 8200 27000        
3 0 100 1000 8200 27000 0.00317 0.000926 0.021 0.0073
3 20 107.79 1077.9 8200 27000        
3 155 159.19 1591.91 8200 27000        

表1提供了在-55°C至+ 155°C温度范围内的°C / LSB误差和°C / NFR误差的计算值。无噪声分辨率(NFR)表示ADC可以区分的最小温度值。R TNFR 1000值为0.007°C / NFR,在给定范围内容易使温度分辨率优于0.05°C,这对于大多数工业和医疗应用来说已经足够了。
考虑此应用的ADC要求的另一种方法是查看不同温度点的预期电压电平,如表2所示。最后一行显示PRTD100和PRTD1000器件的差分电压输出范围。右侧的方程组计算低功能Δ-ΣADC产生的无噪声代码数量。

表2.下图中ADC的温度测量范围
T C(°C) V RT(mV) V RT(mV)
  PRTD100 PRTD1000
-55 28.4 84.6
0 36.1 107.1
20 38.9 115.2
155 57.1 167
210 28.75 82.46

无噪声代码=(V MAX - V MIN)/输入参考噪声
无噪声代码= 82.46mV /2.86μVP-P 无
噪声代码= 28,822代码
温度(accy)= 210°C / 28.82K

请注意,PRTD应用中的输出信号总范围约为82mV。MAX11200具有极低的输入参考噪声,功率为570nV(10sps),使应用在210°C范围内具有0.007°C的无噪声分辨率。


本文中用于测量的精密数据采集系统(DAS)的框图。基于低功能Δ-ΣADC,DAS包含简单校准和计算机生成线性化的功能。

如图所示,低功能Δ-ΣADC的GPIO1引脚设置为输出,用于控制继电器校准开关,选择固定的R CAL电阻或PRTD。这种多功能性提高了系统精度,并将所需的计算减少到R A和R T的初始值。