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首页ADI 参考电路设计-过程控制与工业自动化选集
过程控制与工业自动化选集的电路笔记包含了54个参考电路 设计,专门应用于解决此应用的设计挑战。工程师可以将这些 电路笔记用作独立解决方案,或者作为更复杂电路和子系统 的基础。 这些电路设计由ADI应用专家针对功能和性能构建和验证, 包括: • 丰富的文档,以便与各种应用一起使用。 • 完整的设计和集成文件,可最大程度减少系统集成方面的 问题。 • 经过工厂测试的评估硬件,可与几个开发平台实现快速原 型制作。 这些设计有助于节省时间,降低设计风险并缩短产品上市 时间。
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过程控制与工业自动化选集
参考设计
One Technology Way • P.O. Box 9106 • Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. • Tel: 781.329.4700 • Fax: 781.461.3113 • www.analog.com.cn
Circuits from the Lab®仪器仪表参考设计
简介
过程控制与工业自动化选集的电路笔记包含了54个参考电路
设计,专门应用于解决此应用的设计挑战。工程师可以将这些
电路笔记用作独立解决方案,或者作为更复杂电路和子系统
的基础。
这些电路设计由A
DI应用专家针对功能和性能构建和验证,
包括:
• 丰富的文档,以便与各种应用一起使用。
• 完整的设计和集成文件,可最大程度减少系统集成方面的
问题。
• 经过工厂测试的评估硬件,可与几个开发平台实现快速原
型制作。
这些设计有助于节省时间,降低设计风险并缩短产品上市
时间。
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CN0172:3通 道 热 电 偶 温 度 测 量 系 统 ,精 度 为 0.25
°
C ............ 5
CN0182:
单电源、低功耗的可编程窗口检测器 .......................11
CN0183:采
用 +12V至
±
5V电源的精密、16位双极性输出
电压源 ............................................................................................. 15
CN0198:用
于 动 态 电 源 控 制 型 DAC的高瞬态电流5 V稳压器
..........................................................................................................20
CN0200:18位
、线 性 、低 噪 声 、精 密 双 极 性
±
10 V直流电压源
..........................................................................................................26
CN0201:完
整 的 5 V单电源8通道多路复用数据采集系统,
集成用于工业级信号的P
GIA ..................................................... 32
CN0202:
灵 活 、高 精 度 、低 漂 移 的 PLC/DCS模拟输出模块
SigmaDSP音
频处理器的接口 .................................................... 37
CN0203:仅
需 使 用 两 个 模 拟 器 件 的 灵 活 的 PLC/DCS模拟
输出模块 ........................................................................................43
CN0204:
灵 活 、高 精 度 、低 漂 移 的 PLC/DCS模拟输出模块
..........................................................................................................49
CN0206:采
用 AD7793 24位 Sigma-Delta ADC的完整热电偶
测量系统 ......................................................................................... 55
CN0209:适
合 过 程 控 制 应 用 的 完 全 可 编 程 通 用 模 拟 前 端
..........................................................................................................59
CN0213:
适 合 过 程 控 制 应 用 的 完 整 高 速 、高 共 模 抑 制 比
(CMRR) 精密模拟前端 ...............................................................64
CN0214:利
用 精 密 模 拟 微 控 制 器 ADuC7060/ADuC7061
构建基于US
B 且带冷结补偿的热电偶温度监控器 ...............69
CN0221:采
用 ARM Cortex - M3的USB热电偶温度测量
系统 ................................................................................................. 73
CN0225:
针对工业过程控制和自动化的高阻抗、高CMR、
±
10
V模拟前端信号调理 .............................................................78
CN0229:用
于 I/O卡和PLC应用的4通 道 、 灵 活 、可 配 置 、
电压和电流输出电路 ...................................................................83
CN0233:16位
工 业 、隔 离 电 压 电 流 输 出 的 DAC,同 时 提 供
隔离的DC
-DC电源 ......................................................................89
CN0247:1
2位、1 MSPS、单电源、低功耗数据采集系统 .......94
CN0251:24位、4
.7 Hz、4通道模拟数据采集系统 ..................99
CN0254:16位、2
50 kSPS、8通 道 、单 电 源 、隔 离 式 数 据
采集系统 .......................................................................................105
CN0255:16位、10
0 kSPS、单电源、低功耗数据采集系统
.........................................................................................................111
CN0257:20
位 、线 性 、低 噪 声 、精 密 、单 极 性 +10 V直流
电压源 ........................................................................................... 118
CN0260:采
用 PGA的过采样SAR ADC,可 实 现 125 dB以上的
动态范围(C
N0260) ..................................................................... 124
CN0267:具
有 HART接口的完整4 mA至20 mA环路供电
现场仪表 ...................................................................................... 130
CN0269:18位、1
.33 MSPS、16通道数据采集系统 ............... 138
CN0270:完
整 的 4 mA至20 mA HART解决方案 .................150
CN0271:集
成 冷 结 补 偿 的 K型热电偶测量系统 ................... 157
CN0278:具
有 额 外 电 压 输 出 能 力 的 完 整 4 mA至20 mA
HART解
决方案 .......................................................................... 162
CN0287:具
有 0.5
°
C精度的隔离式4通道热电偶/RTD温度
测量系统 ....................................................................................... 172
CN0289:
集成电压或电流驱动的灵活4 mA至20 mA环路
供电压力传感器变送器 .............................................................. 181
过程控制与工业自动化选集
目录
Circuits from the Lab
参考设计
CN0295:灵 活 的 4 mA至20 mA压力传感器变送器,集成
电压或电流驱动 ..........................................................................188
CN0300:提
供 4 m
A至20 mA输出的完整闭环精密模拟微
控制器热电偶测量系统 ............................................................. 194
CN0303:带
频 率 响 应 补 偿 的 M
EMS振动分析仪 .................200
CN0310:24位、25
0 kSPS单电源数据采集系统 ....................206
CN0313:EMC COMPLIANT RS-485收
发器保护电路 .......211
CN0314:采用微功耗仪表放大器的可配置4
-20 mA环路
供电发射器/接收器
.................................................................... 216
CN0318:16位、
线性、超稳定、低噪声、双极性、
±
10 V
直流电压源 ...................................................................................224
CN0319:采
用 A
RM Cortex-M3的14位、4-20mA环路
供电型热电偶温度测量系统.....................................................230
CN0321:具
有 H
ART的 完 全 隔 离 、单 通 道 电 压 、4 mA至
20 mA输出 ................................................................................... 237
CN0325:使
用 4引脚
或6引脚端子板的PLC/DCS通用
模拟输入 ......................................................................................245
CN0326:具
有 温 度 补 偿 的 隔 离 式 低 功 耗 PH值
测试系统
........................................................................................................256
CN0335:1
2位、3
00 kSPS、单 电 源 、完 全 隔 离 式 数 据 采 集
系 统 ,用 于
±
10 V输入 .................................................................2
63
CN0336:12位、3
00 kSPS、单 电 源 、完 全 隔 离 式 数 据 采 集
系 统 ,用 于 4-2
0 mA输入 ............................................................ 271
CN0337:带 三 线 式 补 偿 的 1
2位、300 kSPS、单 电 源 、完 全
隔离式RTD温
度测量系统 ........................................................278
CN0348:16位单电
源缓冲电压输出数模转换,积分和
微分非线性误差小于
±
1 L
SB ....................................................286
CN0350:针 对 压 电 传 感 器 的 1
2位、1 MSPS、单 电 源 、双 芯 片
数据采集系统 ...............................................................................291
CN0364:兼
容 H
ART的PLC/DCS四 通 道 电 压 、电 流 输 入
........................................................................................................298
CN0368:
磁阻角度和线性位置测量 .......................................30
4
CN0373:隔 离 式 US
B转隔离式RS-485/隔离式RS-232接口
........................................................................................................ 313
CN0376:适
合 PL
C/DCS应用的通道间隔离温度输入
(热电偶/RTD)
........................................................................... 319
CN0381:采 用 低 功 耗 、精 密 、24位
Σ
-
Δ
型A
DC的全集成式
4线RTD测
量系统 .......................................................................326
CN0382:采 用 低 功 耗 、精 密 、24位
Σ
-
Δ
型A
DC的隔离式
4 mA至20 mA/HART工
业温度和压力变送器......................336
CN0383:采 用 低 功 耗 、精 密 、24位
Σ
-
Δ
型A
DC的全集成式
3线RTD测
量系统 .......................................................................349
CN0384:采 用 低 功 耗 、精 密 、24位
Σ
-
Δ
型A
DC的全集成式
热电偶测量系统 .......................................................................... 360
Circuits from the Lab
参考设计
过程控制与工业自动化选集
评估和设计支持
电路评估板
CN-0172电路评估板(EVAL-CN0172-SDPZ)
系统演示平台(EVAL-SDP-CB1Z)
CN0172分线板(EVAL-CN0172-SDPZ评估板附带)
设计和集成文件
原理图、布局文件、物料清单、软件
电路笔记
CN-0172
连接/参考器件
ADT7320
±0.25°C精度、16位数字SPI温度
传感器
AD7793
3通道、低噪声、低功耗、24位、
Σ-Δ型ADC,集成片内仪表放大器
和基准电压源
3通道热电偶温度测量系统,精度为0.25°C
Rev. A
Circuits
from the Lab™ circuits from Analog Devices have been designed and built by Analog Devices
engineers. Standard engineering practices have been employed in the design and construction of
each circuit, and their function and performance have been tested and veried in a lab environment at
room temperature. However, you are solely responsible for testing the circuit and determining its
suitabi
lity and applicability for your use and application. Accordingly, in no event shall Analog Devices
be liable for direct, indirect, special, incidental, consequential or punitive damages due to any cause
whatsoever connected to the use of any Circuits from the Lab circuits. (Continued on last page)
One Technolog
y Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A.
Tel: 781.329.4700
Fax: 781.461.3113 ©2012–2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved.
电路功能与优势
图1中的电路在功能上可提供高精度、多通道的热电偶测
量解决方案。精确的热电偶测量要求采用精密器件组成的
信号链,能够放大较小的热电偶电压、降低噪声、校正非
线性度并提供精确的基准结补偿(通常称为“冷结补偿”)。
本电路可解决热电偶温度测量的全部这些难题,并具有
±0.25°C以上的精度。
图1中的电路显示将3个K型热电偶连接至AD7793精密24位
Σ-Δ型模数转换器(ADC),以测量热电偶电压。由于热电
偶是一种差分器件而不是绝对式温度测量器件,必须知道
基准结温才能获得精确的绝对温度读数。这一过程被称为
基准结补偿,通常称为冷结补偿。本电路中,ADT7320精
密16位数字温度传感器用于冷结基准测量,并提供所需的
精度。
对于需要在热电偶提供的宽温度范围内进行高性价比的精
确温度测量而言,这类应用非常受欢迎。
电路描述
图1中的电路专为使用ADT7320同时测量3个K型热电偶而设
计,该器件是一款±0.25°C精度、16位数字SPI温度传感器。
热电偶电压测量
采用热电偶连接器和滤波器作为热电偶与AD7793 ADC之间
的接口。每个连接器(J1、J2和J3)都直接与一组差分ADC输
入相连。AD7793输入端的滤波器可在信号到达ADC的AIN
(+)和AIN(−)输入端之前降低任何热电偶引脚上的拾取噪
声。AD7793集成片内多路复用器、缓冲器和仪表放大器,
可放大来自热电偶测量结点的小电压信号。
冷结测量
ADT7320精密16位数字温度传感器用于测量基准结(冷结)
温度,其精度在−20°C至+105°C温度范围内可达±0.25°C。
ADT7320完全经过工厂校准,用户无需自行校准。它内置
一个带隙温度基准源、一个温度传感器和一个16位Σ-Δ型
ADC,用来测量温度并进行数字转换,分辨率为0.0078°C。
AD7793和ADT7320均利用系统演示平台(EVAL-SDP-CB1Z)
由SPI接口控制。此外,这两个器件也可由微控制器控制。
Circuits from the Lab®
参考设计是经过测试的参考设计,
有助于加速设计,同时简化系统集成,帮助并解决当
今模拟、混合信号和
RF
设计挑战。如需更多信息和
/
或技术支持,请访问
www.analog.com/cn/CN0172
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