基于模数转换器(ADC)的精密测量系统的两个非常理想的特征是高输入阻抗和宽输入范围,理想地包括或略微超过电源轨道。这里描述的电路只是这样做。其非常高的输入阻抗由输入范围互补,该输入范围延伸300mV以外的电源轨。
示例电路使用连接到LTC2449高性能Delta-Sigma ADC的热电偶和电阻温度检测器(RTD)(图。1的)。热电偶输出产生非常小的变化(每度C的微伏数),如果热电偶结比从PC板上的热电偶连接到铜迹线的“冷结”连接,输出将是负的。
通过将RTD两端的电压与参考电阻器两端的电压进行比较来测量RTD裁判。这提供了非常精确的电阻比较,并且不需要精确的电流源。如图所示接地为传感器是减少噪声拾取的良好第一线。但是,ADC必须容纳非常接近或略微外部的输入信号,供应轨道。LTC2449非常好处理这些信号。
ADC的模拟输入被路由到设备的MUXOUT引脚,外部缓冲器将这些信号与开关电容ADC输入隔离。外部缓冲器,LTC6241精度CMOS双运算放大器,通过多路复用器提供高阻抗并返回模拟输入。这在集成缓冲区上具有明显的优势,因为模拟输入是真正的Railto-Rail-且甚至略高于 - 具有适当的缓冲电源电压。
LTC6241具有轨到轨输出级,并且从负电源的输入共模范围比正电源低1.5V。由于没有轨到轨放大器实际上可以将其输出拉到轨道,因此LT3472升压/反相稳压器用于从5-V LTC2449供应中为运算放大器创建1.25 / 7-V电源(图2的)。调节器可以为几个放大器和其他需要摆动到轨道的电路提供足够的电流。
此外,LT3472的1.1 mhz开关频率接近LTC2449数字滤波器阻带的中间。当使用内部转换时钟时,阻带的中心是900 kHz,独立于所选的速度模式。放大器的0.01µF电容负载和补偿网络为ADC提供了一个“电荷库”来平均ADC的采样电流,而2.5 k反馈电阻保持直流精度。