國芯思辰 芯熾3通道24位ADC SC3794（兼容AD7793）熱電偶測量應(yīng)用

芯熾SC3794是適合高精度測量應(yīng)用的低功耗、低噪聲、完整模擬前端，內(nèi)置一個(gè)低噪聲24位ΣΔ型ADC，其中含有3個(gè)差分模擬輸入，還集成了片內(nèi)低噪聲儀表放大器，因而可直接輸入小信號(hào)。

SC3794還內(nèi)置基準(zhǔn)電壓源、時(shí)鐘和激勵(lì)電流，從而大大簡化了熱電偶系統(tǒng)設(shè)計(jì)。下圖所示電路是一個(gè)基于24位Σ-Δ型ADC SC3794的熱電偶測量系統(tǒng)：

利用SC3794進(jìn)行熱電偶測量

SC3794的功耗僅350μA，因而適合低功耗應(yīng)用，例如整個(gè)發(fā)送器的功耗必須低于4mA的智能發(fā)送器等。SC3794還具有關(guān)斷選項(xiàng)，在這種模式下，整個(gè)ADC及其輔助功能均關(guān)斷，器件的功耗降至1μA。

SC3794提供一種集成式熱電偶解決方案，可以直接與熱電偶接口。冷結(jié)補(bǔ)償由一個(gè)熱敏電阻和一個(gè)精密電阻提供。該電路只需要這些外部元件來執(zhí)行冷結(jié)測量，以及一些簡單的R-C濾波器來滿足電磁兼容性（EMC）要求。

SC3794完整熱電偶測量系統(tǒng)電路描述

測試電路不包括線性化功能，因此，本電路的有用測量范圍是0℃到+60℃。在該溫度范圍內(nèi)，熱電偶產(chǎn)生0mV至2.4mV的電壓。內(nèi)部1.17V基準(zhǔn)電壓用于熱電偶轉(zhuǎn)換。因此，SC3794的增益配置為128。

SC3794采用單電源供電，熱電偶產(chǎn)生的信號(hào)必須被偏置到地以上，從而處于該ADC支持的范圍。對于128倍的增益，模擬輸入端的電壓必須在GND+ 300mV至AVDD–1.1V范圍內(nèi)。

SC3794片上集成的偏置電壓發(fā)生器偏置熱電偶信號(hào)，使其共模電壓為AVDD/2，確保以相當(dāng)大的裕量滿足輸入電壓限值要求。

SC3794的1mA激勵(lì)電流用于為熱敏電阻和2kΩ精密電阻供電?；鶞?zhǔn)電壓利用該2kΩ外部精密電阻產(chǎn)生。這種架構(gòu)提供一種比率式配置，激勵(lì)電流用于為熱敏電阻供電，并產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。因此，激勵(lì)電流值的偏差不會(huì)改變系統(tǒng)的精度。

SC3794以16.7Hz的輸出數(shù)據(jù)速率工作。每讀取10個(gè)熱電偶轉(zhuǎn)換結(jié)果，就讀取1個(gè)熱敏電阻轉(zhuǎn)換結(jié)果。

SC3794的轉(zhuǎn)換結(jié)果由模擬微控制器處理，所得的溫度顯示在LCD顯示器上。

采用SC3794的完整熱電偶測量系統(tǒng)

綜上，該熱電偶設(shè)計(jì)采用6V（2節(jié)3V鋰電池）電池供電。一個(gè)二極管將6V電壓降至適合SC3794和模擬微控制器的電平。模擬微控制器電源與SC3794電源之間有一個(gè)RC濾波器，用以降低進(jìn)入SC3794的電源數(shù)字噪聲。

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