带三线式补偿的12位、300 kSPS、单电源、完全隔离式RTD温度测量系统

电压源的失调漂移典型值为4.5 ppm/°C，最大值为25 ppm/°C。

AD8608运算放大器的失调漂移典型值为1 μV/°C，最大值为4.5 μV/°C。

请注意，如果采用50 ppm/°C或100 ppm/°C电阻，则总漂移的最大来源是电阻漂移，有源元件产生的漂移可忽略。

引脚线路电阻补偿

图1中的电路可针对引脚线路电阻(r1、r2和r3)进行完全补偿。然而，若等式3有任何失配，则引脚线路r1和r2会对测量产生误差。第三个引脚线路r3不会对电路产生影响，因为它与U1D的高阻抗输入相连。

电路的线性度不受引脚线路r1和r2的影响，哪怕等式3有失配。

RTD线性化

图1中的电路就RTD的电阻变化而言是线性的。然而，RTD传递函数(电阻与温度的关系)是非线性的。因此，需要进行线性化，以消除RTD的非线性误差。对于涉及到微控制器的系统而言，通常采用软件来完成线性化。AN-709应用笔记讨论了有关Pt100 RTD传感器的部分线性化技术。CN0337评估软件中采用了同样的技术来消除Pt100传感器的非线性误差。

PCB布局考虑

在任何注重精度的电路中，必须仔细考虑电路板上的电源和接地回路布局。PCB应尽可能隔离数字部分和模拟部分。该系统的PCB采用简单的双层板堆叠而成，但采用4层板可以得到更好的EMS性能。有关布局和接地的详细论述，请参见MT-031指南;有关去耦技术的信息，请参见MT-101指南。AD8608的电源应当用10 μF和0.1 μF电容去耦，以适当抑制噪声并减小纹波。这些电容应尽可能靠近相应器件，0.1 μF电容应具有低ESR值。对于所有高频去耦，建议使用陶瓷电容。电源走线必须尽可能宽，以提供低阻抗路径，并减小电源线路上的毛刺效应。ADuM5401 isoPower集成式DC/DC转换器要求在输入和输出电源引脚上进行电源旁路。请注意，引脚1与引脚2以及引脚15和引脚16之间需要低ESR旁路电容，这些电容应尽可能靠近芯片焊盘。为了抑制噪声并降低纹波，至少需要并联两个电容。针对VDD1和VISO，推荐的电容值是0.1 μF和10 μF。较小的电容必须具有低ESR，建议使用陶瓷电容。低ESR电容末端到输入电源引脚的走线总长不得超过2 mm。如果旁路电容的走线长度超过2 mm，可能会破坏数据。考虑在引脚1与引脚8及引脚9与引脚16之间实现旁路，除非两个公共地引脚靠近封装连在一起。更多信息请参考ADuM5401数据手册。

有关完整文档包，包括原理图、电路板布局和物料清单(BOM)，请参考：www.analog.com/CN0337-DesignSupport

高电压能力

这款PCB依据2500 V基本绝缘规范而设计。不建议进行2500 V以上的高电压测试。在高电压下使用该评估板时必须谨慎，而且不得依赖该PCB来实现安全功能，因为它未经过高电位测试(也称为高压测试或耐压绝缘测试)，也未通过安全认证。

常见变化

经验证，采用图中所示的元件值，该电路能够稳定地工作，并具有良好的精度。可在该配置中采用其他精密运算放大器和其他ADC，以将电阻偏差输入范围转换成数字输出，用于本电路的各种其他应用中。

可依据“电路设计”部分的建议，针对0°C至300oC范围以外的输入温度重新设计图1中的电路。表1显示使用Pt100 RTD传感器时，部分标准温度范围的计算结果。

表1. 常见温度范围的电阻值1

AD7091与AD7091R类似，但没有基准电压输出，而且输入范围等于电源电压。AD7091可与2.5 V ADR391基准电压源配合使用。ADR391不需要缓冲。

ADR391是一款精密2.5 V带隙基准电压源，具有低功耗、高精度(温度漂移为9 ppm/°C)等特性，采用微型TSOT封装。

AD8605和AD8606分别是四通道AD8608的单通道和双通道版本，可按不同配置的需要代替AD8608使用。

AD8601、AD8602和AD8604分别为单通道、双通道和四通道轨到轨、输入和输出、单电源放大器，具有超低失调电压和宽信号带宽等特性，可以替代AD8605、AD8606和AD8608。

AD7457是一款12位、100 kSPS、低功耗SAR ADC，在不需要300 kSPS吞吐速率的情况下，可以与ADR391基准电压源相配合，用于代替AD7091R。

电路评估与测试

本电路采用EVAL-CN0337-PMDZ电路板、SDP-PMD-IB1Z和EVAL-SDP-CB1Z系统演示平台(SDP)评估板。转接板SDP- PMD-IB1Z和SDP板EVAL-SDP-CB1Z采用120引脚对接连接器。转接板和EVAL-CN0337-PMDZ板采用12引脚Pmod对接连接器，可快速进行设置和评估电路性能。EVAL-CN0337-PMDZ板包含待评估电路，如本笔记所述。SDP评估板与CN0337评估软件一起使用，可从EVAL-CN0337-PMDZ电路板获取数据。

设备要求

• 带USB端口的Windows® XP、Windows Vista®(32位)或Windows® 7/8(64位或32位)PC

• EVAL-