国芯思辰｜国产24位16kSPS模数转换器替换AD7124在热电偶中的应用

摘要：热电偶目前已经广泛应用于温度监测领域中，热电偶测温具有宽温度测量范围、良好的稳定性及耐恶劣环境能力。然而，热电偶输出的热电势信号极其微弱（通常仅几十至几百微伏），且易受环境噪声、导线阻抗、冷端温度漂移等因素影响，本文主要介绍一款专为高精度模拟信号采集设计的Σ-

热电偶目前已经广泛应用于温度监测领域中，热电偶测温具有宽温度测量范围、良好的稳定性及耐恶劣环境能力。然而，热电偶输出的热电势信号极其微弱（通常仅几十至几百微伏），且易受环境噪声、导线阻抗、冷端温度漂移等因素影响，本文主要介绍一款专为高精度模拟信号采集设计的Σ-Δ模数转换器，该器件PIN TO PIN兼容AD7124，不仅完美解决了热电偶测温的技术痛点，还为热电偶测温系统提供了新的国产替换方案。

该国产模数转换器包括许多集成功能，可减少传感器测量应用的系统同级组件数量。具有低噪声、可编程增益放大器、ADC和单周期建立数字滤波器和内振器、低漂移基准电压源，以及两个匹配的可编程励磁电流源，输入多路复用器支持八个差分输入。

此外，多路复用器还集成了传感器烧毁检测、热电偶电压偏置、系统监控和通用数字I/O，PGA提供高达32V/V的可选增益，这些功能为温度传感器测量应用提供了完整的前端解决方案，包括热电偶、热敏电阻和电阻温度检测器（RTD）以及其他小信号测量，包括电阻桥传感器。热电偶的微弱信号极易被噪声淹没，导致测温误差，拥有23位无失码分辨率，输出速率高达16kSPS，线性度

• 有效分辨率：23bits

• 通道数：16个单端/8对差分

• 输出速率：高达19.2kSPS

• 高集成度：

› 集成内部基准：温漂 8ppm/℃，2.5V

› 可编程差分放大器（集成高阻抗PGA）：0.02%初始精度

› 集成2路0.1%匹配度IDAC

› 集成Bias电压和断线检测

› 集成2℃精度温度传感器

• 支持50/60Hz同时抑制

• 单周期建立及自动通道扫描

• 支持SPI CRC校验