国芯思辰| 国产24位16通道高集成度AFE对标AD7124在热电偶和热敏电阻中的应用

摘要：热电偶与热敏电阻是两类应用最广泛的温度传感器，热电偶特点是宽测温范围（-270℃~1800℃）、耐高温特性，适用于高温环境；热敏电阻则以高精度（±0.1℃）、高灵敏度，适配中低温的精密测量。本文这样介绍一款国产24位16通道高集成度AFE应用于热电偶和热敏电阻

热电偶与热敏电阻是两类应用最广泛的温度传感器，热电偶特点是宽测温范围（-270℃~1800℃）、耐高温特性，适用于高温环境；热敏电阻则以高精度（±0.1℃）、高灵敏度，适配中低温的精密测量。本文这样介绍一款国产24位16通道高集成度AFE应用于热电偶和热敏电阻测量，该芯片对标TI的AD7124，具有一定的价格优势和稳定的供货渠道。

热电偶可产生随温度变化的电压，由于热电偶的温差电势极小，热敏电阻的电压变化也常低至毫伏级，该国产AFE通过优化Σ-Δ调制器架构，实支持50/60Hz同时抑制，配合24位分辨率，可精准检测微伏级的信号变化。

该国产AFE集成了多种功能以降低传感器测量应用的系统成本和组件数量。该设备具有低噪声、可编程增益放大器，配备单周期稳态数字滤波器和内部振荡器。芯片还提供内置的低漂移电压参考和两个匹配的可编程激励电流源。输入多路复用器支持8个差分输入，此外，多路复用器集成了传感器烧毁检测、热电偶的电压偏置、系统监控和通用数字I/O。PGA提供高达128V/V的可选择增益。

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、和电阻温度检测器以及其他小信号测量，包括电阻桥传感器。数字滤波器在单周期内稳定，以支持使用输入多路复用器时的快速通道切换，并提供高达19.2kSPS的数据速率。对于某些数据速率，滤波器会抑制50Hz和60Hz的干扰。其主要性能优势如下：

• 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