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LTC2983测温芯片中文手册
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LTC2983测温芯片中文手册
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LTC2983
1
2983f
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典型應用
具有自動冷結點補償功能的熱電偶測量 典型溫度誤差
2983 TA01a
°C/°F
V
REF
(10ppm/°C)
LTC2983
24-BIT
∆∑ ADC
24-BIT
∆∑ ADC
24-BIT
∆∑ ADC
R
SENSE
2k
1
4
2
3
0.1µF
2.85V TO 5.25V
1k
1k
PT-100
RTD
LINEARIZATION/
FAULT DETECTION
SPI
INTERFACE
TEMPERATURE (°C)
–200
–0.5
ERROR (°C)
0.3
0.2
0.1
–0.1
–0.2
–0.3
–0.4
0.5
200
600
800
2983 TA01b
0
0.4
0
400
1000
0021 0041
THERMISTOR
THERMOCOUPLE
RTD
3904 DIODE
多傳感器高準確度
數字溫度測量系統
特 點
■
可直接對電阻式溫度檢測器
(RTD)
、熱電偶、熱敏電阻
和二極管進行數字化處理
■
2.85V
至
5.25V
單電源供電
■
以
°C
或
°F
為單位報告測量結果
■
允許交換傳感器的
20
個靈活的輸入端
■
自動熱電偶冷結點補償
■
用於熱電偶、
RTD
和熱敏電阻的內置標準參數和用戶
可編程系數
■
可配置的兩線、三線或四線式
RTD
配置
■
可測量負的熱電偶電壓
■
燒毀、短路和故障的自動檢測
■
緩衝輸入可提供外部保護
■
同時
50Hz/60Hz
抑制
■
包括
10ppm/°C (
最大值
)
基準
(I
級
)
應 用
■
直接熱電偶測量
■
直接
RTD
測量
■
直接熱敏電阻測量
■
定制傳感器應用
描 述
LTC
®
2983
可測量多種溫度傳感器並以數字方式輸出結果
(
採用
°C
或
°F
為單位
)
,具有
0.1°C
的準確度和
0.001°C
的分辨率。
LTC2983
能夠測量幾乎所有標準
(B
、
E
、
J
、
K
、
N
、
S
、
R
、
T
類
)
熱電偶或定制熱電偶的溫度,可自動
補償冷結點溫度並對結果進行線性化。另外,該器件還能利
用標準的兩線、三線或四線式
RTD
、熱敏電阻和二極管來
測量溫度。其具有
20
個可重新配置的模擬輸入,從而實現
了眾多的傳感器連接和配置選項。
LTC2983
還提供了適用
於每種溫度傳感器的激勵電流源和故障檢測電路。
LTC2983
可直接連接至參考於地的傳感器,並不需要電平
移位器、負電源電壓或外部放大器。所有信號都經過緩衝處
理,然後通過三個高精准度的
24
位
ΔΣ
ADC
同步數字化,
並利用一個內部
10ppm/°C (
最大值
)
基準來驅動。
、
LT
、
LTC
、
LTM
、
Linear Technology
和
Linear
標識是凌力爾特公司的註冊商標。所有
其他商標均為其各自擁有者的產權。正待專利審議。
LTC2983
2
2983f
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目錄
特點
.............................................................................................................................. 1
應用
.............................................................................................................................. 1
典型應用
......................................................................................................................... 1
描述
.............................................................................................................................. 1
絕對最大額定值
................................................................................................................. 3
訂購信息
......................................................................................................................... 3
引腳配置
......................................................................................................................... 3
完整的系統電氣特性
............................................................................................................ 3
ADC
電氣特性
................................................................................................................... 4
基準電氣特性
.................................................................................................................... 4
數字輸入和數字輸出
............................................................................................................ 5
典型性能特征
.................................................................................................................... 6
引腳功能
......................................................................................................................... 9
方框圖
......................................................................................................................... 10
測試電路
....................................................................................................................... 11
時序圖
......................................................................................................................... 11
概述
............................................................................................................................ 12
應用信息
....................................................................................................................... 16
熱電偶測量
........................................................................................................................................................ 21
二極管測量
........................................................................................................................................................ 24
RTD
測量
.......................................................................................................................................................... 28
熱敏電阻測量
.................................................................................................................................................... 43
補充信息
....................................................................................................................... 55
直接
ADC
測量
.................................................................................................................................................. 55
故障保護和抗混疊
.............................................................................................................................................. 57
兩週期和三週期轉換模式
.................................................................................................................................... 57
在多個通道上連續運行轉換
................................................................................................................................ 58
多路復用器
(MUX)
配置延遲
.............................................................................................................................. 58
全局配置寄存器
................................................................................................................................................. 59
定制熱電偶
.................................................................................................................... 59
定制
RTD ...................................................................................................................... 62
定制熱敏電阻
.................................................................................................................. 65
封裝描述
....................................................................................................................... 71
典型應用
....................................................................................................................... 72
相關器件
....................................................................................................................... 72
3
2983f
引腳配置絕對最大額定值
(
注
1
、
2)
訂購信息
完整的系統電氣特性
凡標注
●
表示該指標適合整個工作溫度範圍,否則僅指
T
A
= 25°C
。
參數 條件 最小值 典型值 最大值 單位
電源電壓
●
V
電源電流
●
mA
睡眠電流
●
µA
輸入範圍 所有的模擬輸入通道
●
V
輸出速率 兩轉換週期模式
(
注
6
、
9)
●
ms
輸出速率 三轉換週期模式
(
注
6
、
9)
●
15
25
164
246
5.25
20
60
V
CC
– 0.3
170
255 ms
輸入共模抑制
50Hz/60Hz (
注
4)
●
dB
輸入常模抑制
60Hz (
注
4
、
7)
●
2.85
–0.05
150
225
120
120 dB
LTC2983
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www.linear.com.cn/LTC2983
電源電壓
(V
DD
) ......................................... –0.3V
至
6V
模擬輸入引腳
(CH1
至
CH20
,
COM ............... –0.3V
至
(V
DD
+ 0.3V)
輸入電流
(CH1
至
CH20
,
COM) ........................ ±15mA
數字輸入
(CS
,
SDI
,
SCK
,
RESET) .......................... –0.3V
至
(V
DD
+ 0.3V)
數字輸出
(SDO
,
INTERRUPT) ..................... –0.3V
至
(V
DD
+ 0.3V)
V
REFP
..................................................... –0.3V
至
2.8V
基準短路持續時間
...............................................
無限制
工作溫度範圍
LTC2983C ............................................ 0°C
至
70°C
LTC2983I ......................................... –40°C
至
85°C
溫度範圍無鉛塗層 卷帶 器件標記
*
封裝描述
0°C
至
70°C
–40°C
至
85°C
LTC2983CLX#PBF
LTC2983ILX#PBF
LTC2983CLX#TRPBF
LTC2983ILX#TRPBF
LTC2983
LTC2983
48
引腳
(7mm x 7mm) LQFP
48
引腳
(7mm x 7mm) LQFP
對於規定工作溫度範圍更寬的器件,請咨詢凌力爾特公司。
*
溫度等級請見包裝箱上的標識。
如需了解更多有關無鉛器件標記的信息,請登錄:
http://www.linear.com.cn/leadfree/
如需了解更多有關卷帶規格的信息,請登錄:
http://www.linear.com.cn/tapeandreel/
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
48
47
46
45
44
43
42
41
40
39
38
37
V
REFOUT
V
REFP
GND
CH1
CH2
CH3
CH4
CH5
CH6
CH7
CH8
CH9
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
CH10
CH11
CH12
CH13
CH14
CH15
CH16
CH17
CH18
CH19
CH20
COM
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
GND
V
REF_BYP
NC
GND
V
DD
GND
V
DD
GND
V
DD
GND
V
DD
GND
Q1
Q2
Q3
V
DD
GND
LDO
RESET
CS
SDI
SDO
SCK
INTERRUPT
TOP VIEW
LX PACKAGE
48-LEAD (7mm × 7mm) PLASTIC LQFP
T
JMAX
= 150°C, θ
JA
= 57°C/W
LTC2983
4
2983f
ADC 電氣特性
凡標注
●
表示該指標適合整個工作溫度範圍,否則僅指
T
A
= 25°C
。
分辨率
(
無漏失碼
) – F
S
≤ V
IN
≤ +F
S
●
位
積分非線性
V
IN(CM)
= 1.25V (
注
15)
●
V
REF
的
ppm
偏移誤差
●
μV
偏移誤差漂移
(
注
4)
●
nV/°C
正的全標度誤差
(
注
3
、
15)
●
V
REF
的
ppm
正的全標度漂移
(
注
3
、
15)
●
V
REF
/°C
的
ppm
輸入漏電流
●
nA
負的全標度誤差
(
注
3
、
15)
●
V
REF
的
ppm
負的全標度漂移
(
注
3
、
15)
●
V
REF
/°C
的
ppm
輸出噪聲
(
注
5)
●
μV
RMS
共模輸入範圍
●
V
RTD
激勵電流
(
注
16)
●
%
RTD
激勵電流匹配 連續校准
●
誤差在
ADC
的噪聲電平之內
熱敏電阻激勵電流
(
注
16)
●
24
–0.05 V
DD
– 0.3
–25
–37.5
2
0.5
10
0.1
0.1
0.8
表
30
表
53
30
2
20
100
0.5
1
100
0.5
1.5
25
37.5 %
基準電氣特性
凡標注
●
表示該指標適合整個工作溫度範圍,否則僅指
T
A
= 25°C
。
輸出電壓
V
REFOUT
(
注
10) 2.49 V
輸出電壓溫度系數
I
級
C
級
●
ppm/°C
輸出電壓溫度系數
●
ppm/°C
電壓調節
●
ppm/V
負載調節
I
OUT(SOURCE)
= 100μA
●
mV/mA
I
OUT(SINK)
= 100μA
●
2.51
10
20
10
5
5 mV/mA
輸出電壓噪聲
0.1Hz ≤ f ≤ 10Hz μV
P-P
10Hz ≤ f ≤ 1kHz μV
P-P
輸出短路電流 把
V
REFOUT
短路至
GND mA
把
V
REFOUT
短路至
V
DD
mA
接通時間
0.1%
穩定,
C
LOAD
= 1μF µs
輸出電壓的長期漂移
(
注
13) ppm/
khr
遲滯
(
注
14)
Δ
T = 0°C
至
70°C
Δ
T = –40°C
至
85°C
3
3
4
4.5
40
30
115
60
30
70
ppm
ppm
輸入常模抑制
50Hz (
注
4
、
8)
●
120 dB
輸入常模抑制
50Hz / 60Hz (
注
4
、
6
、
9)
●
75 dB
上電復位門限
2.25 V
模擬上電
(
注
11)
●
100 ms
數字初始化
(
注
12)
●
100 ms
完整的系統電氣特性
凡標注
●
表示該指標適合整個工作溫度範圍,否則僅指
T
A
= 25°C
。
更多信息請訪問
www.linear.com.cn/LTC2983
參數 條件 最小值 典型值 最大值 單位
參數 條件 最小值 典型值 最大值 單位
參數 條件 最小值 典型值 最大值 單位
5
2983f
數字輸入和數字輸出
凡標注
●
表示該指標適合整個工作溫度範圍,否則僅指
T
A
= 25°C
。
外部
SCK
頻率範圍
●
MHz
外部
SCK
低電平週期
●
ns
外部
SCK
高電平週期
●
ns
t
1
CS
↓ 至
SDO
有效
●
ns
t
2
CS
↑ 至
SDO
高阻抗
●
ns
t
3
CS
↓ 至
SCK
↑
●
ns
t
4
SCK
↓ 至
SDO
有效
●
ns
t
5
SCK
↓ 之後的
SDO
保持
●
ns
t
6
SCK
↑ 之前的
SDI
建立
●
ns
t
7
SCK
↑ 之後的
SDI
保持
●
ns
高電平輸入電壓
CS
,
SDI
,
SCK
,
RESET
●
V
低電平輸入電壓
●
V
數字輸入電流
●
µA
數字輸入電容
10 pF
低電平輸出電壓
(SDO
,
INTERRUPT) I
O
= –800μA
●
V
高電平輸出電壓
(SDO
,
INTERRUPT) I
O
= 1.6mA
●
V
高阻抗輸出泄漏
(SDO)
●
0
250
250
0
0
100
10
100
100
V
DD
–0.5
V
DD
–0.5
–10
–10
2
200
200
225
0.5
10
0.4
10 µA
LTC2983
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參數 條件 最小值 典型值 最大值 單位
CS
,
SDI
,
SCK
,
RESET
CS
,
SDI
,
SCK
,
RESET
CS
,
SDI
,
SCK
,
RESET
注
1
:高於
“
絕對最大額定值
”
部分所列數值的應力有可能對器件造成永久性的
損害。在任何絕對最大額定值條件下暴露的時間過長都有可能影響器件的
可靠
性和使用壽命。
注
2
:所有的電壓值均以
GND
為基準。
注
3
:全標度
ADC
誤差。測量不包括基準誤差。
注
4
:由設計提供保證,未經測試。
注
5
:輸出噪聲包括了內部校准操作的影響。
注
6
:多路復用器
(MUX)
配置延遲
= 2ms (
默認值
)
。
注
7
:全局配置設定為
60Hz
抑制。
注
8
:全局配置設定為
50Hz
抑制。
注
9
:全局配置默認為
50Hz/60Hz
抑制。
注
10
:
V
REF
的精確值存儲在
LTC2983
中並用於所有的測量計算。溫度系數
用輸出電壓中的最大變化除以規定的溫度範圍來測量。
注
11
:模擬上電。在此期間不能訪問命令狀態寄存器。
注
12
:數字初始化。在模擬上電結束時開始。命令狀態寄存器在數字初始化開
始時為
0 x 80
,在數字初始化結束時為
0 x 40
。
注
13
:長期穩定性通常具有一種對數特征,因此,
1000
小時之後出現的變化
較之此前往往小得多。第二個
1000
小時中的總漂移一般小於第一個
1000
小
時中的總漂移的三分之一,呈現出一種漂移隨着時間的推移持續減小的趨勢。
另外,電路板裝配期間產生的
IC
與電路板材料之間的應力差也將對長期穩定性
造成影響。
注
14
:輸出電壓中的遲滯是由封裝應力
(
其因
IC
此前處於較高的溫度還是較低
的溫度而存在差異
)
產生的。輸出電壓始終在
25°C
測量,但是在連續測量之前
將該
IC
循環至高溫或低溫限值。遲滯針對三個高溫或低溫循環的平均值測量最
大輸出變化。對於貯藏在良好受控溫度下
(
在工作溫度的
20°C
或
30°C
之內
)
的儀器而言,它常常不是一個居主導地位的誤差源。典型遲滯是
“25°C
→
低溫
→
25°C”
或
“25°C
→
高溫
→
25°C”
循環的最壞情況值
(
利用一次熱循環進行
預查驗
)
。
注
15
:差分輸入範圍為
±V
REF
/2
。
注
16
:
RTD
和熱敏電阻進行的是比例式測量。因此電流源激勵變化不會影響
絕對準確度。選擇一個合適的激勵電流以使最大的傳感器或
R
SENSE
阻值在由
標稱激勵電流進行驅動時所產生的壓降為
1V
或更小。擴展的
ADC
輸入範圍將
適應激勵電流的變化,而且比例式計算將取消激勵電流的絕對值。
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