AD7124-4/8芯片的模拟通道、基准、顺从电压、测三线制RTD电路等注意事项

使用AD7124-4/8来做测量三线制PT100铂热电阻，需要注意的地方。

首先，在AD公司官方文档《CN-0383 采用低功耗、精密、24位-型ADC的全集成式3线RTD测量系统》中，讲解了测量3线制pt100RTD，及计算方法，电路选取，官方文档链接https://www.analog.com/cn/design-center/reference-designs/circuits-from-the-lab/CN0383.html#rd-description。
官方采用的是2个500uA恒流电流，由于是低功耗项目应用，我希望采用更低的电流来驱动测量RTD，于是我选择2个250uA恒流电流驱动，于是电路也有所修改。

直接上我使用的电路图，单片机选用STM32：

三线制RTD的工作原理，这里就不过多赘述了。

AD7124芯片内部配置：
AIN0脚：IOUT0，输出250uA恒流；
AIN1脚：模拟输入+；
AIN2脚：模拟输入-；
AIN3脚：IOUT1，输出250uA恒流；
增益：内部PGA放大8倍；

顺从电压
在官方文档CN0383 及AD7124芯片手册中都有提到顺从电压：
所谓顺从电压，也就是IOUT恒流输出的引脚，在输出横流时，这个引脚能达到的电压范围。
在设计RTD电路时，需要考虑顺从电压，会影响精密电阻R31的选择。

AI通道的输入电压范围
直接看AD7124手册。

**差分输入电压范围：**指的是模拟输入+与模拟输入-之间的电压差，在我的电路里也就是 AIN1脚（模拟输入+）与 AIN2脚（模拟输入-）之间的电压差。
**绝对AIN电压限值：**指的是 AIN1脚（模拟输入+）、 AIN2脚（模拟输入-）分别相对AVSS（在我电路是0V）的电压值。

基准输入电压范围
在我的电路中，是用AIN0脚输出250uA电流，在R31两边产生电压差，作为基准电压输入，也就是AD7124使用的是外部基准，看手册：

**外部REFIN电压：**指的是引脚REFINx(+) 与引脚REFINx(-) 之间的电压差，也就是 外部REFIN电压 = REFINx(+) − REFINx(−)。
**绝对REFIN电压限值：**指的是引脚REFINx(+) 、引脚REFINx(-) 分别相对AVSS（在我电路是0V）的电压值。

我的电路计算过程：

pt100可测量的温度范围为-200℃～+850℃，但是我的项目中，只需要测量的温度范围只有-25℃～50℃，所以对应的阻值在大概 90欧姆～120欧姆。所以我可以用100欧姆作为RTD的阻值来计算，毕竟二三十欧姆的阻值变化，不会影响AD7124各个引脚的输入范围，AD7124依然会工作在正常状态。

V4电压 = （IOUT0 + IOUT1）× 250R =（250uA+250uA）× 250R =0.125V；
V3电压 = V4 + （1K × 250uA） = 0.375V；
V2电压 = V4 + （100R × 250uA） = 0.15V；
V1电压 = V2 + （2K × 250uA） = 0.65V；

R23 R29 R30 R32可理解为线路直接连接，然后我们看看上面计算的电压值，是否满足AD7124的要求，

IOUT引脚顺从电压要求：-0.05V～（3.3-0.37）V，即 -0.05V～2.93 V。
IOUT0引脚为AIN0，电压为 V1电压=0.65V，满足要求；
IOUT0引脚为AIN3，电压为 V3电压=0.375V，满足要求；

基准输入：
外部REFIN电压范围要求：1V～AVDD（3.3V），典型值为2.5V
外部REFIN电压 = V1 - V2 =0.5V，你看这里，我就翻车了，所以同志们请注意！！！这是一个错误的示范。
绝对REFIN电压限值 引脚REFINx(+) 的对地电压为 V1 = 0.65V，满足要求；
引脚REFINx(-) 的对地电压为 V2 = 0.15V，满足要求；

AI引脚输入：
**差分输入电压范围要求为： VEF/增益，在我电路及工程中，也就是（外部REFIN电压）0.5V ÷ 8（内部PGA放大倍数）=0.0625V **
差分输入电压 = V2 - V4 =0.025，满足要求；
绝对AIN电压限值要求为 -0.05V～（AVDD+0.05V）3.35V
模拟输入（+）引脚为AIN1，电压为 V2电压=0.15V，满足要求；
模拟输入（-）引脚为AIN2，电压为 V4电压=0.125V，满足要求；

关于计算过程，我直接做成了excel表格，内嵌公式，直接计算https://download.csdn.net/download/weixin_44224303/30525692

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