基于精密模拟微控制器的温度监控解决方案

当VIN = 0时，将产生满量程电流，此时VRLOOP = VREF。因此，满量程电流为VREF/RLOOP，或者约为24 mA。当VIN = VREF/2，无电流流动。

VIN时放大器OP193为高阻抗状态，不会构成PWM滤波输出的负载。放大器输出的变化幅度很小，仅约为0.7 V。

量程极限(0 mA至4 mA和20 mA至24 mA)处的性能无关紧要;因此，运算放大器不需要在电源轨时具有良好的性能。

R1和R2的绝对值无关紧要。不过应注意，R1与R2的匹配度很重要。

还应注意利用ADuC7060/ADuC7061上ADC0的输入通道测量VR12点电压的可能性。此ADC测量结果可以用作反馈，以便PWM控制软件调整4 mA至20 mA电流设置。

ADuC7060/ADuC7061的主ADC测量RTD上的电压。RTD由片内激励电流源IEXC0激励。建议将激励电流配置为200 μA以降低功耗，测量间隙应将其关闭。主ADC前端的内部PGA增益配置为16或32。RTD测量的基准源可以是内部基准源或外部5.62 kΩ参考电阻。选择外部电阻可以进一步降低功耗。有关RTD与ADC接口和ADC结果线性化技术的详细信息，请参考应用笔记AN-0970和电路笔记CN-0075。

该电路的功耗要求取决于温度监控模块是直接采用4 mA至20 mA环路电源供电，还是采用4线式有源环路供电(温度监控模块采用独立电源)。本文假设温度监控模块采用环路电源供电，因此该模块的总功耗不应超过约3.6 mA。

为支持低功耗运行，可以对内部POWCON0寄存器进行编程，以降低ADuC7060/ADuC7061内核的工作速度。其最高频率10.28 MHz可以按2的幂(2至128)进行分频。测试期间使用的时钟分频值为16，此时内核速度为640 kHz。主ADC使能时，增益为32。PWM也可使能。所有其它外设均禁用。

针对我们的电路和测试设置，表1详细列出了IDD的各项功耗，表2则列出了各种外设的功耗。

图2的DNL图显示：在4 mA至20 mA关键范围内，DNL典型值优于0.6 LSB。这些测试在PWM输出端采用二阶滤波器，并使用两个47 kΩ电阻和两个100 nF电容，如图1所示。

图2. 电路的典型DNL性能

利用ADC测量点VR12和电路其它点的电压，可以增强PWM输出的性能。这种反馈方法可以用于校准PWM输出，以提供更高精度。

请注意，PWM电路仅用来设置0 V至600 mV范围内的输出电压，因此代码数量得以减少。0以上的码代表大于24 mA的值，因而无关紧要。