Explorer(IE)のバージョンをサポートしておりません。最適なウェブサイトパフォーマンスを実現するため、最新バージョンのブラウザへアップデートしていただくことをお勧めします。簡単な4つの検索方法1.検索したい用語を入力した後、そのままエンターキーを押すか、サーチアイコンをクリックしてください。入力された用語でそのまま検索されます。2.検索したい用語を入力すると、ドロップダウンで検索の提案が表示されます。提案された項目をクリックすると、関連のページが直接表示されます。3.検索の提案の右端にマウスを持っていくと「検索」のリンクが表示されます。これをクリックすると、提案された用語に基づく検索結果が表示されます。4.検索結果のページには、結果を絞り込むフィルタが表示されます。こちらもご活用ください。温度計測システム※Rev.0を翻訳したものです。最新版は英語資料をご覧ください。RTD温度計測システムです。RTDの出力を処理するもので、標準3線接続を使ってリード線補償を行うための先進的回路を搭載しています。この回路は3.3V単電源で動作します。この組み合わせは回路のフットプリントが小さいので、精度、コスト、サイズが重要な温度計測に対する業界最先端のソリューションとなります。データと電源の両方が絶縁されているので、この回路は高電圧、さらには多くの場合過酷な産業分野の環境で発生するグラウンド・ループ干渉に対しても堅牢です。Stankov氏によって開発されたものです。回路の入力段は、RTDに対する3線接続補償を使ったRTDシグナル・コンディショニング回路です。この回路は、RTDの入力抵抗の範囲(0°C~300°Cの温度範囲に対して100Ω~212.05Ω)をADCの入力範囲(0V~2.5V)に対応する電圧レベルに変換します。RTDの励起電流は、AD8608クワッド・オペアンプの4つのうちの1つのオペアンプU1Cから供給されます。100mVのリファレンス電圧VRは、2.5VのADCリファレンスによって駆動されるR8/R9分圧器から生成されます。これにより、VR/(R1||R2)のRTD励起電流(約1.05mA)が発生します。この励起電流により、0°Cから300°Cへの温度変化に対してRTD両端に約117.6mV(105mVから222.6mV)の電圧変化が生じます。オペアンプU1Aはこの電圧変化を19.6倍増幅し、2.3Vの出力スパンを生成します。オペアンプU1Aの出力が、直線性を維持するためのヘッドルームを100mVとした場合にADCの入力範囲(0V~2.5V)に一致する0.1V~2.4Vになるように、抵抗R1と並列に抵抗R2を接続して出力をシフトしています。この回路ノートで後述するように、抵抗値は他の一般的な温度範囲に合わせて変更することができます。この回路は単一電源動作が可能な設計になっています。AD8608の最小出力電圧の仕様は、負荷電流を10mAとした場合、−40°C~+125°Cの全温度範囲に対して、2.7V電源では50mV、5V電源では290mVです。電源が3.3V、負荷電流が1mA未満で温度範囲がこれより狭い場合は、最小出力電圧は控えめに見積もって45mV~60mVになります。部品の許容誤差を考慮し、安全マージンを確保するために最小出力電圧(範囲の下限)は100mVに設定されます。出力範囲の上限は、ADC入力の正側の振幅に対して100mVのヘッドルームを与えるため2.4Vに設定されます。したがって、オペアンプの公称出力電圧範囲は0.1V~2.4Vになります。オペアンプU1Bは、AD7091R(U3)ADCの2.5Vの内部電圧リファレンスをバッファするために使用されています。クワッドのAD8608オペアンプがこのアプリケーションに選択された理由は、低オフセット電圧(最大75μV)、低バイアス電流(最大1pA)、低ノイズ(最大12nV/√Hz)であるからです。消費電力は3.3V電源でわずか18.5mWです。オペアンプU1Dは、リード線の抵抗r1とr2によって生じる誤差を補償する3線補正信号を備えています。ポイントAからTP1までのゲインは+19.6、ポイントBからTP1までのゲインは−39.2です。ポイントAの電圧には、r1とr2両端の電圧降下に等しい正の誤差項が含まれています。ポイントBの電圧には、r2両端の電圧降下に等しい正の誤差項が含まれており、r3両端の小さな電圧降下は無視できます。r2と仮定すると、r1とr2両端の電圧降下による誤差はキャンセルされます。帯域外ノイズを低減するため、オペアンプの出力段の後に単極RCフィルタ(R11/C9)が接続されます。RCフィルタのカットオフ周波数は664kHzに設定されます。産業分野における低周波数ノイズに備えて、フィルタのカットオフ周波数を下げるために追加の2次フィルタ(コンデンサC10とC11を追加したもの)が使用されます。この場合、AD7091Rは最大スループット・レートでは動作していません。変換速度を上げるためには、C10とC11を未実装のままにする必要があります。ADCが選択された理由は、消費電力が3.3Vで349μA(1.2mW)ときわめて低いからです。これは市販のどの競合製品よりも大幅に低い値です。AD7091Rは標準的なドリフトが±4.5ppm/°Cの2.5Vリファレンスを内蔵しています。入力帯域幅は7.5MHzで、高速シリアル・インターフェースはSPI互換です。AD7091Rはフットプリントの小さな10ピンMSOPパッケージで供給されます。ADuM5401(Cグレード)クワッド・チャンネル・デジタル・アイソレータにより、ガルバニック絶縁が行われます。絶縁された出力データに加えて、ADuM5401は絶縁された+3.3Vも回路に供給します。絶縁が不要な場合には、通常の回路動作にADuM5401は必要ありません。DC/DCコンバータを内蔵した4チャンネル、2.5kVアイソレータのADuM5401は、小型16ピンSOICパッケージを採用しています。ADuM5401のクロックが7MHzのときの消費電力は約140mWです。AD7091Rは、1MSPSのサンプリング・レートを実現するために50MHzのシリアル・クロック(SCLK)を必要とします。ADuM5401(Cグレード)アイソレータの最大データレートは25Mbpsで、12.5MHzの最大シリアル・クロック周波数に相当します。8.3MHzに制限されます。AD7091Rは12ビットADCですが、プロセッサのシリアル・ポートの要件に対応させるため、シリアル・データは16ビット・ワードにフォーマットされています。tQUIET遅延)、SPIインターフェースのデータ転送用16クロック・サイクルで構成されます。kSPS安全マージンを確保するため、7MHzの最大SCLKと300kSPSの最大サンプリング・レートを推奨します。Pmod仕様)を使ってマイクロプロセッサの評価ボードに接続できます。図2に示す回路は、100Ω~212.05ΩのRTD抵抗の変化をADCの入力範囲に対応する0.1V~2.4Vの出力電圧変化に変換します。この回路は配線抵抗r1とr2に伴う誤差を除去します。図2の回路の伝達関数は、重合わせの原理を使って次のように求められます。ゲイン、出力オフセット、および抵抗の値と許容誤差の計算0°C~300°Cの温度範囲では、RTDのPt100抵抗の範囲は100Ω~212.05Ω、図2の回路の入力抵抗の変化ΔRは0Ω~112.05Ωです。したがって、回路のゲインは式3から次のようになります。ここでは回路の出力オフセットを0.1Vに設定する必要があります。出力をシフトさせる容易な方法は、抵抗R1′をR0よりわずかに小さくすることです。これによりゲインが比例して変わることに注意してください。0.1Vの出力オフセットは2.3Vの総合スパンの約4.35%なので、比率R1′/R0を0.9565未満にする必要があります。高出力レベルを2.4Vに等しい値に維持するため、比率R4/R3を比例して補正することができます。39.27kΩとします。図1に示されているように標準抵抗値を使用することにより、この回路は必要なゲインと出力オフセットに対して妥当な近似値を得ています。100Ωと並列に接続することによって形成されます。その他の温度範囲や温度センサー(たとえば、Pt200、Pt500、Pt1000、Pt2000)では、抵抗値を以下のように再計算する必要があります。RX_lowを計算します。ここで、RX_lowは温度範囲の下限のRTDの抵抗です。1kΩ)を選択し、R8を次のように計算します。VはADCのリファレンス電圧です。Aはこの計算手順に必要な暫定定数です。RX_highは温度範囲の上限のRTDの抵抗です。計算し、R1とR2の値を選択します。R1にはRX_lowに等しい標準値を選択し、R2を計算することを推奨します。ここで、Bはこの計算手順に必要な暫定定数です。R4となるようにします。式1から、全ての抵抗が総合誤差に影響を与えることが分かります。これらの値を慎重に選択すると、標準値の抵抗に置き換えることによる全体の誤差を数パーセント未満にすることができます。必要なヘッドルームが確保されていることを確認するため、式1を使って100Ω入力と212.05Ω入力に対するオペアンプU1Aの出力を再計算します。実際の回路では、最も近い入手可能な標準抵抗値を選択します。ppm/°C)のものとします。このタイプの回路の絶対精度は主に抵抗によって決まるので、標準値への置換えと抵抗の許容誤差による誤差を除去するため、ゲインとオフセットのキャリブレーションをする必要があります。式1から、出力電圧が9本の抵抗(R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R9、R12)の関数であることが分かります。シミュレーション・プログラムを使って、9本の抵抗のそれぞれの小さな変化に対するTP1でのフルスケール出力電圧の感度を計算しました。回路へ入力したRTD抵抗は212Ωです。0.07となりました。各温度係数が2乗和平方根(RSS)法を使って結合されると仮定すると、R1、R2、R8、R9に25ppm/°Cの抵抗を、R3、R4、R5、R6、R12に100ppm/°Cの抵抗を使用した全体のフルスケール・ドリフトはほぼ次のようになります。FSR/°Cに相当します。FSR/°Cまで減少します。μV)、AD7091Rのオフセットによって生じる誤差はキャリブレーション後に除去されます。オペアンプの出力が必要とする範囲内であることを、計算して検証する必要はあります。ADCのDCオフセットは、キャリブレーションによって除去されます。AD7091Rの内部リファレンスのオフセット・ドリフトは、標準4.5ppm/°C、最大25ppm/°Cです。AD8608オペアンプのオフセット・ドリフトは、標準1μV/°C、最大4.5μV/°Cです。ppm/°Cまたは100ppm/°Cの抵抗を使用した場合、抵抗のドリフトが全体のドリフトに最も影響を与え、能動部品によるドリフトは無視できることに注意してください。図1の回路では、リード線の抵抗(r1、r2、r3)は全て補償されています。式3に不整合が存在すると、リード線r1とr2の測定誤差が加わります。3本目のリード線r3はU1Dの高インピーダンス入力に接続されているため、回路に影響を与えません。式3に不整合が存在しても、リード線r1とr2によって回路の直線性が影響されることはありません。RTDのリニアライゼーション図1の回路は、RTDの抵抗変化に対して直線的です。RTDの伝達関数(抵抗の温度特性)は非直線的です。したがって、RTDの非直線性誤差を除去するためにリニアライゼーションが必要です。マイクロコントローラが搭載されているシステムの場合、このリニアライゼーションは一般にソフトウェアで行われます。RTDセンサーのリニアライゼーション技術について説明しています。CN0337評価用ソフトウェアでは、Pt100センサーの非直線性誤差を除去するために同様の技術が使用されています。2ポイント・キャリブレーション前後のテストデータ2ポイント・キャリブレーションを行うには、まず100Ωの高精度抵抗を入力に接続し、ADC出力コードをCode_1として記録します。次に212.05Ωの高精度抵抗を入力に接続し、ADC出力コードをCode_2として記録します。ゲイン係数を次式で計算します。キャリブレーション前の誤差は、部品の公称値を使って計算した理論上の伝達関数とキャリブレーションなしの実際の回路の伝達関数を比較することによって得られます。テスト回路は±0.1%、±25ppm/°Cの抵抗R1、R2、R8、R9を除き±1%、±100ppm/°Cの抵抗を使って作成し、テストは室温でプリント回路ボード(PCB)を使って行いました。いくつかのボードのキャリブレーション前後のテスト結果を図3のグラフに示します(温度変化はなし)。FSRまで減少します。高精度が不可欠な回路では、ボード上の電源とグラウンド・リターンのレイアウトを検討することが重要です。PCBでは、デジタル部とアナログ部をできるだけ分離する必要があります。このシステムのPCBはシンプルな2層構造ですが、4層構造にすると良好なEMSが得られます。チュートリアルMT-031を、デカップリング技術の情報についてはチュートリアルMT-101を参照してください。適切にノイズを抑え、リップルを下げるため、AD8608への電源を10μFと0.1μFのコンデンサでデカップリングします。これらのコンデンサはできるだけデバイスの近くに配置し、0.1μFコンデンサには低ESR値のものを使用します。全ての高周波数デカップリングにはセラミック・コンデンサを推奨します。電源ラインは、できるだけ幅の広いパターンの低インピーダンス経路とし、電源ライン上のグリッチによる影響を減らす必要があります。DC/DCコンバータを内蔵したisoPowerデバイスADuM5401は、入力と出力の電源ピンに電源バイパスを必要とします。1とピン2の間およびピン15とピン16の間には、チップ・パッドのできるだけ近くに低ESRのバイパス・コンデンサを設置する必要があります。ノイズとリップルを抑えるときは、少なくとも2個のコンデンサの並列組み合わせが必要です。VDD1およびVISOのコンデンサの推奨値は0.1μFと10μFです。小さい方のコンデンサは低ESRでなければなりません。セラミック・コンデンサを使用することを推奨します。低ESRコンデンサの両端と入力電源ピンの間の合計リード長は2mmを超えてはなりません。バイパス・コンデンサを2mmより長いパターンで設置すると、データ破損を生じることがあります。両方の共通グラウンド・ピンがパッケージの近くで相互接続されていない場合は、ピン1とピン8の間およびピン9とピン16の間のバイパスを検討します。詳細についてはADuM5401のデータシートを参照してください。高電圧耐性このPCBは2500Vに対する基本的な絶縁方法に沿って設計されています。2500Vを超える高電圧テストは推奨しません。この評価ボードを高電圧で使用する際には適切な注意を払う必要があります。評価ボードは高電圧試験(hipot試験または絶縁耐圧試験としても知られている)も安全性の認定も行われていないため、安全機能に関してはこのボードに依存しないでください。バリエーション回路この回路は、図に示された部品の値を使うことで、優れた安定性と高精度を提供します。この構成で他のオペアンプやADCを使用して、抵抗変化の入力範囲をデジタル出力に変換したり、他のさまざまな応用が可能です。~300°C以外の入力温度範囲に対応するには、図1の回路を「回路デザイン」のセクションで説明した推奨事項に従って設計変更します。RTDセンサーを使用した場合の標準的な温度範囲の計算値をいくつか表1に示します。1.1kΩ)AD7091はAD7091Rの類似製品ですが、電圧リファレンスの出力を備えておらず、入力電圧範囲が電源電圧と同じです。Vリファレンスと共に使用できます。ADR391はバッファリングが不要です。ADR391は高精度の2.5Vバンドギャップ電圧リファレンスで、低消費電力と高精度(温度ドリフト9ppm/°C)を特長としており、小型TSOTパッケージに収容されています。AD8605とAD8606は、AD8608クワッド・アンプのシングルおよびデュアル・バージョンです。異なる構成が必要な場合は、これらのデバイスをAD8608と置き換え可能です。AD8601、AD8602、AD8604はそれぞれシングル/デュアル/クワッドのレールtoレール入力/出力の単電源アンプで、非常に低いオフセット電圧と広い信号帯域幅を特長としており、AD8605、AD8606、AD8608の代わりに使用できます。ADCで、300kSPSのスループット・レートは必要ない場合に、ADR391電圧リファレンスと組み合わせてAD7091Rの代わりに使用できます。回路の評価とテストこの回路には、EVAL-CN0337-PMDZ回路ボード、SDP-PMD-IB1Z、およびEVAL-SDP-CB1Zシステム・デモ用プラットフォーム(SDP)評価ボードが使用されています。SDP-PMD-IB1Zインターポーザ・ボードとEVAL-SDP-CB1Zボードは、120ピンのコネクタを備えています。このインターポーザ・ボードとEVAL-CN0337-PMDZボードは12ピンPmod対応コネクタを備えているので、短時間で組み立てて回路の性能を評価することができます。EVAL-CN0337-PMDZボードはこの回路ノートで説明したような評価ができる回路を備えています。SDP評価ボードはCN0337評価用ソフトウェアと共に使用して、EVAL-CN0337-PMDZ回路ボードからデータを取り込みます。評価用ソフトウェア高精度の抵抗ディケード・ボックスまたはPt100センサー(抵抗ボックスを入手不可の場合、キャリブレーションを実行可能)評価開始にあたってCN0337評価用ソフトウェア・ディスクをPCのCDドライブにセットして、評価用ソフトウェアをロードします。CN0337評価用ソフトウェアページからこのソフトウェアの最新版のコピーをダウンロードすることもできます。[マイコンピュータ]を使用して、評価用ソフトウェアのディスクが置かれたドライブを探し、setup.exeファイルを開きます。画面上の指示に従ってインストールを終了します。全てのソフトウェア・コンポーネントをデフォルトの位置にインストールすることをお奨めします。機能ブロック図テスト・セットアップの機能ブロック図を図4に示します。Aを使ってEVAL-SDP-CB1Z(SDPボード)に接続しますEVAL-SDP-CB1Z(SDPボード)を、USBケーブルでPCに接続しますEVAL-CN0337-PMDZ評価ボードを、12ピンのヘッダPmodコネクタを使ってSDP-PMD-IB1Zインターポーザ・ボードに接続します抵抗ディケード・ボックス(Pt100センサー)を、端子ブロックJ2によりEVAL-CN0337-PMDZ評価ボードに接続しますテスト評価用ソフトウェアを立ち上げます。アナログ・デバイセズのシステム開発プラットフォーム・ドライバがデバイス・マネージャに表示されていれば、ソフトウェアはSDPボードと通信を行うことができます。USB通信が確立すると、SDPボードを使ってEVAL-CN0337-PMDZボードとの間でシリアル・データの送受信およびキャプチャを行うことができます。さまざまな入力温度(抵抗値)でのデータをコンピュータに保存可能です。Guideに記載されています。AD8608ARZカートに入れるPCサイトでは製品の購入が可能です。表示されている価格は、1個あたりの価格です。戻るカートに入れるお住まいの国を選択してください在庫を確認analog.comサイトから購入できるボードは、最大で2枚までとなります。3枚以上の購入をご希望の場合は、正規販売代理店からご購入ください。価格は1個当たりの米ドルで、米国内における販売価格(FOB)で表示されておりますので、予算のためにのみご使用いただけます。その価格は変更されることがあります。レートにより決定されます。担当営業にお問い合わせください。評価用ボードおよび評価用キットの表示価格は1個構成としての価格です。ccкийアナログ・デバイセズは、ウェブサイトの利便性を向上させるためにCookieを使用しています。弊社の会員サービスへ安全にログイン頂くための必要不可欠なCookieと、機能性を高めウェブサイトを最適化するためのCookieがあります。ウェブサイト上での活動データの収集は、弊社の製品およびサービスを改善するために使用されます。当サイトが提供できる最高のパフォーマンスと機能をお使いいただくために、クッキーを承認することをお勧めします。クッキーの詳細をご覧ください。プライバシーポリシーの詳細はこちらをご覧ください。承認して続ける承認して続ける使用されるCookieは、次のように分類されます。必要不可欠なCookie:analog.comの閲覧に必要、または機能的に提供される特定のCookieです。顧客情報をネットワーク送信するという目的に使用されます。お客様が要求するオンラインサービス(技術問合せ送信や、オンラインでの製品購入など)を提供するために必要不可欠です。分析/パフォーマンスCookie:これらのCookieにより、訪問者の数を認識してカウントし、訪問者がWebサイトをどのように移動するかなど、ウェブ分析またはその他の形式の情報を測定できます。これにより、たとえばユーザーが探しているものを簡単に見つけられるようにウェブサイト上のリンクを設定/調整するなど、ユーザビリティの改善に役立ちます。機能的Cookie:これらのCookieは、お客様が当社のウェブサイトに戻ったときにお客様を認識するために使用されます。これにより、コンテンツをパーソナライズし、個人設定(言語や地域の選択、会員サービスへのログイン情報など)を記憶することができます。これらのCookieの情報が失われると、サービスが機能しなくなる場合がありますが、ウェブサイトが機能しなくなることはありません。ターゲティング/プロファイリングCookie:これらのCookieは、当社のWebサイトへのアクセス、およびサービスの使用、アクセスしたページ、追跡したリンクを記録します。この情報を使用して、ウェブサイトとそこに表示される広告を顧客の興味に関連するものにします。その目的のためにこの情報を第三者と共有する場合があります。時間のないエンジニアの皆さんのために、セミナー情報や興味のある製品に関連したさまざまな技術情報を集めてタイムリーにお届けします。AnalogDialogueなどもご紹介しています。