Schaltungstipp Isoliertes vierkanaliges Temperatur-Messsystem mit 0,5°C Genauigkeit

Autor / Redakteur: Willie Yue * / Kristin Rinortner

In diesem Tipp stellen wir ein isoliertes vierkanaliges Temperaturmesssystem vor, welches auf Leistungsfähigkeit, Eingangsflexibilität, Robustheit und niedrige Kosten optimiert ist. Das System unterstützt alle Thermoelementtypen mit Kaltstellenkompensation sowie alle Widerstandsthermometer (RTDs) mit Widerständen bis 4 kΩ für Zwei-, Drei- oder Vier-Draht-Konfigurationen.

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Bild 1: Vierkanalige Thermoelement- und RTD-Schaltung (vereinfachtes Schaltbild)
Bild 1: Vierkanalige Thermoelement- und RTD-Schaltung (vereinfachtes Schaltbild)
(Analog Devices)

Das isolierte vierkanalige Temperaturmesssystem aus Bild 1 erzielt eine typische Genauigkeit von 0,1°C für Messungen mit Widerstandsthermometern. Messungen mit Thermoelementen des Typs K erfolgen mit 0,05°C Genauigkeit (typ.). Diese Werte ergeben sich aus dem Einsatz des digitalen Temperatursensors ADT7310 mit 16 Bit, der für die Kaltstellenkompensation verwendet wird. Die Schaltung nutzt den vierkanaligen 24 Bit Sigma/Delta-A/D-Wandler AD7193 mit integriertem PGA für hohe Genauigkeit und niedriges Rauschen.

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Ein Schutz vor eingangsseitigen Transienten oder Überspannungen wird mit TVS-Bauteilen (Transient Voltage Supressors) und Schottky-Dioden erreicht. Die SPI-kompatiblen Digitaleingänge und Ausgänge sind bis 2,5 kVeff. isoliert. Betrieben wird die Schaltung mit einer isolierten Stromversorgung.

Temperaturmessung

Thermoelemente und Widerstandsthermometer sind die am häufigsten eingesetzten Sensoren für Temperaturmessungen in Industrie-Anwendungen. Thermoelemente können Temperaturen bis etwa 2300°C messen und bieten kurze Reaktionszeiten (Bruchteile von Sekunden). Widerstandsthermometer erreichen eine höhere Genauigkeit und Stabilität als Thermoelemente. Der Widerstand von langen Verbindungsleitungen (oft mehrere hundert Meter) zu einem entfernten Widerstandsthermometer lässt sich mit Drei- oder Vier-Draht-Verbindungen kompensieren.

Ein Thermoelement besteht aus zwei Drähten unterschiedlicher Metalle, die an einem Ende zusammengeführt sind. Dieses Ende wird an die zu messende Temperatur herangeführt, bezeichnet als Messstelle. Das andere Ende wird an eine Präzisions-Spannungsmesseinheit angeschlossen. Diese Verbindung bezeichnet man als Referenzstelle oder Kaltstelle.

Die Temperaturdifferenz zwischen Messstelle und Kaltstelle erzeugt eine Spannung (Seebeck-Effekt), die der der Differenz zwischen den Temperaturen der beiden Verbindungspunkte entspricht. Das erzeugte Signal reicht je nach Temperaturdifferenz typischerweise von mehreren Mikrovolt bis hin zu mehreren zehn Millivolt.

Zum Beispiel können Typ-K-Thermoelemente −200 bis 1350°C mit einem Ausgangsbereich von etwa −10 bis 60 mV messen. Für die Signalkette ist es wichtig, eine möglichst hohe Impedanz und geringe Leckströme beizubehalten, damit die höchste Genauigkeit für die Spannungsmessung erreicht wird.

Um diese Spannung in eine absolute Temperatur zu wandeln, muss die Kaltstellentemperatur genau bekannt sein. 1 bis 2°C reichen normalerweise aus. Da der Kaltstellenmessfehler direkt zum absoluten Temperaturfehler beiträgt, ist eine Kaltstellentemperaturmessung mit höherer Genauigkeit vorteilhaft.

Ein Widerstandsthermometer besteht zum Beispiel aus Platin, Nickel oder Kupfer, welches seinen Widerstandswert bei sich ändernder Temperatur vorhersagbar ändert. Am häufigsten werden Widerstandsthermometer aus Platin verwendet (Pt100 und Pt1000).

Eine Methode, den Widerstand genau zu messen, besteht darin, die Spannung über dem Widerstandsthermometer, erzeugt von einer Konstantstromquelle, zu messen. Fehler der Stromquelle lassen sich eliminieren, indem man das Messergebnis auf die an einem Referenzwiderstand, durch den der gleiche Strom fließt (Verhältnismessung), erzeugte Spannung bezieht. Der Leckstrom im Strompfad muss minimiert werden, um eine hohe Genauigkeit zu erzielen. Denn der Anregungsstrom beträgt normalerweise nur einige hundert Mikroampere um eine Selbsterwärmung zu vermeiden.

Für Industrieanwendungen sind sowohl eine hohe Leistungsfähigkeit, als auch ein Schutz vor hohen Transienten und DC-Überspannungen wichtig.

Funktion der Schaltung

In der Schaltung in Bild 1 kommt der rauscharme 24 Bit Sigma/Delta-A/D-Wandler AD7193 zum Einsatz, der eine hohe Auflösung und Linearität für die gesamte Schaltung sicherstellt.

Das Digitalpotentiometer AD5201 mit 33 Positionen, der Operationsverstärker AD8603 und der einkanalige Schalter ADG702 bilden eine programmierbare Stromquelle sowie einen Biasspannungspuffer für die Widerstandsthermometer- und Thermoelementmessungen. Der ADG738 verbindet die Stromquelle mit dem aktiven RTD-Kanal und ermöglicht eine Kompensation des Leitungswiderstands für die Drei-Draht-RTD-Konfiguration.

Der digitale SPI-Temperatursensor ADT7310 bietet bei −40 bis 105°C eine maximale Genauigkeit von ±0,8°C (+5-V-Versorgung). Er wird für die Kaltstellenkompensation bei Thermoelementmessungen verwendet. Beim ADR3440 handelt es sich um eine rauscharme 4,096-V-Referenz mit hoher Genauigkeit, die für Thermoelementmessungen mit REFIN1(+) / REFIN1(−) des AD7193 verbunden ist.

A/D-Wandler

Der AD7193 ist eine rauscharme analoge Eingangsstufe für hochgenaue Messanwendungen. Das Bauteil enthält einen rauscharmen 24 Bit Sigma/Delta-A/D-Wandler. Dieser ADC bietet Eigenschaften wie hohe Auflösung, geringe Nichtlinearität, niedriges Rauschen sowie sehr hohe 50Hz/60Hz-Unterdrückung. Die Datenrate am Ausgang lässt sich von 4,7 Hz (24 Bit effektive Auflösung, Verstärkung = 1), bis 4,8 kHz (18,6 Bit effektive Auflösung, Verstärkung = 1) variieren.

Der integrierte rauscharme PGA verstärkt das kleine differenzielle Signal des Thermoelements oder das Signal des RTD mit einer programmierbaren Verstärkung von 1 bis 128. Dies ermöglicht einen direkten Anschluss der Sensoren. Der Puffer der Verstärkungsstufe weist eine hohe Eingangsimpedanz auf und begrenzt den Eingangsleckstrom auf maximal ±3 nA. Die hohe Verstärkung des AD7193 muss entsprechend des Temperaturbereichs und des Sensortyps richtig konfiguriert werden. Der interne Multiplexer ermöglicht, dass sich vier differenzielle Eingangskanäle gemeinsam mit dem gleichen ADC-Kern nutzen lassen. Dies spart Platz und Kosten.

Programmierbare Stromquelle für Widerstandsthermometer und Biasspannungsgeneratorschaltung für Thermoelemente

Messungen mit Widerstandsthermometer verlangen eine rauscharme Stromquelle, welche das Widerstandsthermometer und einen Referenzwiderstand treibt. Für Messungen mit Thermoelementen ist eine Gleichtaktspannung erforderlich, welche die niedrige Thermoelementspannung an den Eingangsbereich des AD7193 anpasst. Die Schaltung in Bild 2 erfüllt beide Anforderungen. Sie nutzt den rauscharmen CMOS-Operationsverstärker AD8603 mit Rail-to-Rail-Ein/Ausgang, einem maximalen Eingangsbiasstrom von 1 pA und einer maximalen Offsetspannung von 50 μV in Verbindung mit dem einkanaligen 2-Ω-SPST-Schalter ADG702 und dem achtkanaligen Matrix-Schalter ADG738.

Mit offenem ADG738 und geschlossenem ADG702 verhält sich der AD8603 für die Thermoelementanwendung wie ein rauscharmer Spannungsfolger mit niedriger Ausgangsimpedanz. Die Spannung des Digitalpotentiometers AD5201 wird gepuffert. Sie wird für die Thermoelement-Gleichtaktspannung (normalerweise 2,5 V, halbe Versorgungsspannung) verwendet. Das Digitalpotentiometer AD5201 wird mit der driftarmen (5 ppm/°C) 4,096-V-Referenz ADR3440 getrieben, um eine hohe Genauigkeit sicherzustellen.

Mit geschlossenem ADG738 und offenem ADG702 erzeugt der AD8603 den Anregungsstrom für den Widerstandsthermometer IEXC = UW / RREF.

Temperaturmessungen sind hochgenaue und langsame Vorgänge. Daher steht genügend Einschwingzeit zur Verfügung, um die Stromquelle zwischen allen vier Kanälen umzuschalten. Dies ergibt eine ausgezeichnete Kanal/Kanal-Anpassung, niedrige Kosten und kleine Leiterplattenabmessungen.

Der ADG738 ist ein 8:1-Multiplexer, der die Stromquelle zwischen den Kanälen umschaltet. Damit Zwei-, Drei- und Vier-Draht-RTD-Konfigurationen unterstützt werden, braucht jeder der vier Kanäle zwei Schalter.

In vielen Anwendungen kann sich das Widerstandsthermometer weit entfernt von der Messschaltung befinden. Der Widerstand der langen Verbindungsleitungen kann speziell bei Widerstandsthermometern mit niedrigem Widerstandswert große Fehler generieren. Die Einflüsse des Leitungswiderstands lassen sich mit einer Drei-Draht-RTD-Konfiguration minimieren (Bild 3).

Falls S1 des ADG738 geschlossen und S2 offen ist, beträgt die Spannung am Eingang von AD7193 U1. Bei offenem S1 und geschlossenem S2 beträgt die Spannung am Eingang von AD7193 U2. Die Spannung über dem RTD beträgt URTD. Der Anregungsstrom der Stromquelle beträgt IEXC. U1 und U2 enthalten den durch den Leitungswiderstand erzeugten Fehler.

U1 = (RRTD + RW3) IEXC (Gl. 1)

U2 = RW2 + RRTD + RW3) IEXC (Gl. 2)

URTD = RRTD IEXC (Gl. 3)

Mit der Annahme RW1 = RW2 = RW3 und der Kombination der Gleichungen 1, 2 und 3 ergibt sich:

URTD = 2U1 –U2 (Gl. 4)

RRTD = URTD / IEXC = (2U1 – U2) / IEXC (Gl. 5)

Gleichung 5 zeigt, dass die Drei-Draht-Konfiguration zwei separate Messungen (U1 und U2) benötigt, um RRTD zu berechnen. Dabei sinkt die Ausgangsdatenrate. In den meisten Anwendungen ist dies unproblematisch.

Die Vier-Draht-RTD-Verbindung benötigt zwei zusätzliche Messleitungen. Sie ist jedoch unempfindlich gegenüber Leitungswiderständen und braucht nur eine Messung.

Bild 4 zeigt die Steckerkonfiguration und Jumper-Stellungen für Zwei-, Drei- und Vier-Draht-RTD- und Thermoelement-Anwendungen.

Schutzschaltungen

Transienten und Überspannungen können während der Fertigung oder in der Anwendung auftreten. Um einen wirkungsvollen Schutz zu erreichen und die internen Schutzmechanismen der ICs zu ergänzen, sind zusätzliche externe Schutzmaßnahmen erforderlich. Der externe Schutz verursacht zusätzliche Kapazitäten, Widerstände und Leckströme. Diese Effekte sollte man sorgfältig in Betracht ziehen, um eine hohe Genauigkeit zu erzielen. Bild 5 zeigt die zusätzliche Schutzschaltung.

Leckströme können RTD-Messungen wesentlich beeinträchtigen und sind daher zu berücksichtigen. Auch in Thermoelementmessungen können Leckströme Fehler hervorrufen, wenn signifikante Leitungswiderstände vorhanden sind.

In dieser Schaltung klemmt das TVS-Modell PTVS30VP1UP Spannungstransienten schnell auf 30 V mit einem typischen Leckstrom von nur 1 nA bei 25°C. Ein 30-V-TVS wurde gewählt, damit DC-Überspannungen von 30 V bewältigt werden. Ein 1,69-kΩ-Widerstand, gefolgt von Schottky-Dioden des Typs BAV199LT1G mit geringem Leckstrom wird verwendet, um die Spannung bei Transienten und DC-Überspannungen auf die 5-V-Versorgungsleitung zu klemmen. Der 1,69-kΩ-Widerstand begrenzt bei 30-V-DC-Überspannung den Strom durch die externen Dioden auf etwa 15 mA.

Um sicherzustellen, dass die Versorgungsleitung diesen Strom aufnehmen kann, wird eine Zener-Diode zum Klemmen der Versorgungsleitung verwendet. Somit ist gewährleistet, dass die absoluten Maximalwerte aller an die Versorgung angeschlossenen ICs nicht überschritten werden. Zu diesem Zweck wurde die 5,6-V-Zener-Diode NZH5V6B gewählt. Ein 300-Ω-Widerstand begrenzt jeden weiteren Strom, der in die Bauteile AD7193 oder ADG738 fließen könnte.

Isolation

Die Bauteile ADuM5401 und ADuM1280 nutzen iCoupler-Technologie von Analog Devices. Sie bieten eine Isolationsspannung von 2500 Veff zwischen der Mess- und Controller-Seite der Schaltung. Der ADuM5401 liefert auch die isolierte Leistung für die Messseite der Schaltung. Die im ADuM5401 enthaltene isoPower-Technik nutzt HF-Schaltelemente zur Übertragung von Leistung über einen Transformator. Besondere Aufmerksamkeit muss dem Layout der Leiterplatte gewidmet werden, um Emissionsstandards zu erfüllen. Empfehlungen für das Leiterplattenlayout enthält die Applikationsschrift AN-0971.

Testergebnisse der Thermoelementkonfiguration

Die Leistungsfähigkeit der Schaltung ist stark vom Sensor und der Konfiguration des AD7193 abhängig. Der Ausgang des Typ-K Thermoelements variiert von −10 bis 60 mV im Temperaturbereich von −200 bis 1350°C. Der PGA des AD7193 ist für G = 32 konfiguriert. Der Spannungshub am Ausgang des PGA beträgt −320 mV bis 1,92 V oder 2,24 Vss. Mit aktiviertem „Chop”, 50Hz/60Hz Rauschreduzierung und dem Filterwort FS[9:0] = 96 ist das Rauschverteilungshistogramm für 1024 Samples in Bild 6 dargestellt.

Die Auflösung des AD7193 beträgt 24 Bit oder 224 = 16 777 216 Codes. Der volle Dynamikbereich des AD7193 beträgt 2 × UREF = 2 × 4,096 V = 8,192 V. Die Ausgangsspannung des Thermoelements nach dem PGA beträgt lediglich 2,24 Vss und belegt nicht den kompletten Dynamikbereich des AD7193. Deshalb wird der Bereich des Systems um einen Faktor von 2,24 V / 8,192 V reduziert.

Die Rauschverteilung beträgt etwa 40 Codes Spitze/Spitze. Die rauschfreie Code-Auflösung über den 2,24-Vss-Messbereich ergibt sich wie folgt:

Die rauschfreie Auflösung (Arauschfrei) beträgt somit 16,8 Bit.

Der Vollausschlag-Temperaturbereich des Typ-K Thermoelements reicht von −200 bis 1350°C oder 1550°Css. Die 16,8 Bit rauschfreie Code-Auflösung entsprechen daher einer rauschfreien Temperaturauflösung von 0,013°C.

Linearität der Thermoelementmessung

Bild 7 zeigt die ungefähre Linearität des Typ-K Thermoelementsystems. The Kaltstellen-Temperatur in diesem Plot beträgt 0°C.

Die Präzisionsspannung zur Kalibrierung sowie zum Testen wird von der hochgenauen DC-Spannungsquelle des Typs Fluke 5700A mit einer Auflösung von 10 nV bereitgestellt. Der Spannungsfehler in Bild 8 liegt in einem Bereich von 0,2 μV vom Idealwert entfernt, und entspricht etwa 0,004°C. Dieses Resultat ist das Kurzzeitgenauigkeitsergebnis unmittelbar nach einer Systemkalibrierung bei 25°C ohne die Einflüsse der Temperaturdrift.

Der dominante Fehler für diese Schaltung resultiert aus der Kaltstellen-Kompensationsmessung. In dieser Schaltung wird der ADT7310 für die Kaltstellen-Kompensation verwendet. Er hat einen typischen Fehler von −0,05°C und im ungünstigsten Fall einen Fehler von ±0,8°C über den Temperaturbereich von −40 bis 105°C für eine 5-V-Versorgung. Bei einer Versorgungsspannung von 3 V weist das Bauteil einen maximalen Fehler von ±0,4°C über diesen Temperaturbereich auf.

Testergebnisse der RTD-Konfiguration

Für einen Pt100-Widerstandsthermometer beträgt die standardmäßige ADC-Verstärkungseinstellung G = 8. Für einen Pt1000-Widerstandsthermometer beträgt die standardmäßige Verstärkungseinstellung G = 1. Die Referenzspannung des A/D-Wandlers entspricht der Spannung über dem 4,02-kΩ-Referenzwiderstand. Der Temperaturkoeffizient eines Pt100-Widerstandsthermometers beträgt ungefähr 0,385 Ω/°C. Bei 850°C kann der Widerstand bis zu 400 Ω betragen. Bei einem standardmäßigen Anregungsstrom von 400 μA beträgt die maximale Widerstandsthermometerspannung etwa 160 mV. Die Referenzspannung zum ADC beträgt 4,02 kΩ × 400 μA = 1,608 V. Für G = 8 beträgt die maximale Widerstandsthermometerspannung 160 mV × 8 = 1,28 V. Dies entspricht ungefähr 80% des verfügbaren Bereichs.

Für einen Pt1000-Widerstandsthermometer beträgt der maximale Widerstand bei 850°C ungefähr 4 kΩ. Der standardmäßige Anregungsstrom beträgt 380 μA. Dies resultiert in einer maximalen Widerstandsthermometerspannung von 1,52 V. Die Referenzspannung zum A/D-Wandler beträgt 4,02 kΩ × 380 μA = 1,53 V. Eine standardmäßige Verstärkung von G = 1 wird verwendet. Die maximale Widerstandsthermometerspannung nutzt fast den gesamten verfügbaren Bereich.

Der Widerstand des Widerstandsthermometers R mit dem ADC-Code (Code), der Auflösung (N), dem Referenzwiderstand (RREF) und der Verstärkung (G) ergibt sich wie folgt:

R = (Code / 2n) (RREF / G) (Gl. 7)

Die Leckströme des TVS, der Dioden, der Klemmdioden und des ADC sind die größten Fehlerquellen in der RTD-Messschaltung. Und das obwohl für die Schaltung nanoamp-Bauteile verwendet wurden.

Der gesamte Leckstrom für alle Eingänge beträgt 9 nA (3 nA vom AD7193, Puffer eingeschaltet), 5 nA von der Klemmdiode und 1 nA von der TVS-Diode). Alle vier Kanäle erzeugen somit einen maximalen Leckstrom von 36 nA. Durch die Rückkopplungsschleife in Bild 2 fließt ein konstanter Strom über den Referenzwiderstand. Dies bedeutet, dass Leckströme den RTD-Anregungsstrom beeinträchtigen und so einen Fehler produzieren.

Der standardmäßige Anregungsstrom beträgt 400 μA für Pt100 und 380 μA für Pt1000. Der ungefähre Systemfehler im ungünstigsten Fall infolge der Leckströme für Pt100-RTDs beträgt:

Für einen Pt100 mit einem Messbereich von −200 bis 850°C entspricht dies einer Systemgenauigkeit von ungefähr 400 Ohm / 0,385 Ohm /°C.

Die Höhe des Fehlers hängt von der Konfiguration der Eingangsanschlüsse ab. Nach der Einrichtung einer Eingangskonfiguration kann eine Kalibrierung bei Raumtemperatur den Fehler weiter reduzieren.

Ein Versuch wurde durchgeführt, um die Einflüsse des Leckstromes zu zeigen. Jeder Kanal wurde zunächst als Vier-Draht-RTD konfiguriert. Ein Widerstand mit 100 Ω wurde an Kanal 1 in der RTD-Position angeschlossen. Widerstände mit Null Ohm wurden an die Eingänge der anderen drei Kanäle angeschlossen.

Die Verstärkung wurde auf G = 1 eingestellt. Der Anregungsstrom betrug 380 μA (Pt1000-Konfiguration).

Die Daten wurden aufgenommen. Dann wurden die Jumper, welche Kanal 4, Kanal 3 und Kanal 2 verbunden, nacheinander entfernt und für jede Situation die Daten aufgenommen. Bild 9 zeigt die Ergebnisse.

Der ADC-Code veränderte sich von etwa 437800 zu 437600 entsprechend einer Messänderung von 104,9015 Ω auf 1048627 oder 0,0388 Ω. Dies repräsentiert einen Messfehler von etwa 0,1°C. Der Messfehler lässt sich beseitigen, indem man bei Raumtemperatur mit einer festen Eingangskonfiguration kalibriert.

Häufige Varianten

Die rauscharme 16/24 Bit-Sigma/Delta-ADC-Familie AD779x mit geringer Stromaufnahme ist eher geeignet für einkanalige- oder Low-Power-Anwendungen. Der 16 Bit Digital-SPI-Temperatursensor ADT7311 mit ±0,5°C Genauigkeit ist für Automobil-Anwendungen qualifiziert. Die Genauigkeit der Schaltung zur Kaltstellenkompensation lässt sich mit einem digitalen Temperatursensor wie etwa dem ADT7320 mit ±0,25°C Genauigkeit verbessern.

Eine Isolation bis 5 kVeff ist mit dem Digitalisolator ADuM6401 mit DC/DC-Wandler möglich.

Schaltungsevaluierung und Test

Die Schaltung nutzt das Testboard EVAL-CN0287-SDPZ und das System-Demonstrations-Plattform Controller Board SDP-B (EVAL-SDP-CB1Z). Die beiden Boards verfügen über 120-polige Stecker und ermöglichen somit einen schnellen Aufbau bzw. die Evaluierung der Leistungsfähigkeit der Schaltung. Das Board EVAL-CN0287-SDPZ enthält die zu evaluierende Schaltung. Das Controller Board SDP-B wird in Verbindung mit der CN-0287 Evaluation Software verwendet, um die Daten vom Schaltungsboard EVAL-CN0287-SDPZ aufzunehmen.

Erforderliche Ausrüstung

  • Ein PC mit USB-Schnittstelle und Windows XP (32 Bit), Windows Vista oder Windows 7
  • Das Schaltungsboard EVAL-CN0287-SDPZ
  • Das Controller Board SDP-B EVAL-SDP-CB1Z
  • Die Evaluierungssoftware CN-0287 SDP
  • Die DC-Stromversorgung EVAL-CFTL-6V-PWRZ oder ein gleichwertiges Netzteil (6 V/1 A)
  • Ein RTD- oder Thermoelement oder Sensorsimulator. (Die Evaluierungssoftware unterstützt die RTDs Pt100 und Pt1000 sowie die Thermoelemente Typ K, Typ J, Typ T, Typ S)

Schneller Einstieg

Zum Installieren der Evaluierungssoftware legt man die CD CN-0287 in das CD-Laufwerk des PC ein und folgt den Anweisungen.

Blockdiagramm

Bild 1 zeigt das Blockdiagramm der Schaltung. Die Datei EVAL-CN0287-SDPZ-PADSSchematic.pdf enthält das vollständige Blockschaltbild. Diese Datei ist im CN0287 Design Support Package unter www.analog.com/CN0287-DesignSupport enthalten. Bild 10 zeigt das Funktionsdiagramm des Testaufbaus.

Aufbau

Man verbindet den 120-poligen Stecker am Schaltungsboard EVAL-CN0287-SDPZ mit dem Stecker CON A am Controller Board (SDP-B) EVAL-SDP-CB1Z. Mit einer Nylonschraube, die durch vorhandene Bohrungen geführt wird, befestigt man die beiden Boards.

Bei ausgeschalteter Stromversorgung schließt man eine 6-V-Stromversorgung an die Pins +6 V und GND am Board an. Falls verfügbar, kann ein 6-V-Steckernetzteil an den Barrel Stecker J2 am Board angeschlossen und statt der 6V-Stromversorgung verwendet werden.

Jetzt verbindet man das mit dem SDP-B Board mitgelieferte USB-Kabel mit dem PC. Das USB-Kabel sollte noch nicht an den Mini-USB Stecker am SDP-B Board angeschlossen werden.

Nun schaltet man die 6-V-Stromversorgung zur Versorgung des Evaluation Boards und des SDP Boards ein. Anschließend steckt man das Mini-USB Kabel in den Mini-USB Port am SDP-Board.

Test

Man startet die Evaluierungssoftware. Nachdem die USB-Kommunikation aufgebaut ist, kann das SDP-B Board genutzt werden, um Daten vom EVAL-CN0287-SDPZ Board zu senden, zu empfangen und zu erfassen. Bild 11 zeigt ein Foto des Evaluation Boards EVAL-CN0287-SDPZ, angeschlossen an das SDP-Board. Informationen über das SDP-B Board enthält der SDP-B User Guide. Informationen über den Testaufbau und die Kalibrierung und wie man die Evaluation-Software zum Erfassen von Daten nutzt, findet man im CN-0287 Software User Guide.

Schnittstellen für die Prototypenentwicklung

Das Evaluation Board EVAL-CN0287-SDPZ ist auf den Einsatz in Verbindung mit dem SDP-B Board EVAL-SDP-CB1Z abgestimmt. Jedoch kann jeder Mikroprozessor verwendet und über die SPI-Schnittstelle bzw. den PMOD Stecker J6 angeschlossen werden. Die Anschlussbelegung des PMOD Steckers findet man im Blockschaltbild des Evaluation Boards CN0287 im CN-0287 Design Support Package. Um einen anderen Controller mit dem Evaluation Board EVAL-CN0287-SDPZ nutzen zu können, muss Software eigenständig entwickelt werden.

* Willie Yue arbeitet als Core Application Engineer bei Analog Devices in Peking, China.

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