【应用】零漂移放大器LTC8552用于非接触式温度测量，电压噪声频谱密度仅19nV/√Hz

时间： 2021-11-18 来源：先积集成

技术问答

用于非接触式温度测量的热电堆传感器是由串联（或偶尔并联）的大量热电偶组成。串联热电偶的输出电压取决于热电偶结与基准结之间的温度差，该原理称为塞贝克效应。

热电堆传感器一般具有较高的阻抗，典型值60kΩ~115kΩ，输出电压相对较小，从几百微伏（μV）到几毫伏（mV）。医用级耳温计、额温枪等设备的更大测量误差一般要求为±0.2℃，运行环境温度范围16℃~35℃，测量温度显示范围35℃~42℃。对于大多数热电堆传感器来说，±0.2℃对应的输出电压信号变化一般在14μV~20μV之间，因此，热电堆传感器的接口放大电路需要高增益和极低的失调与漂移，以避免直流误差。

先积集成的LTC855x系列零漂移放大器具有8μV“更大”失调电压和40nV/℃“更大”温漂特性，这对于16℃至35℃的“更大”应用环境温度变化仅会产生≤0.76μV的漂移量。由于每个设备上所使用放大器的失调电压可以在设备出厂前被校准，因此，放大器的温漂特性对用户设备的测量精度影响更为重要。LTC855x系列零漂移放大器在16℃至35℃“更大”变化所可能产生的“更大”0.76μV偏移量，远低于医用级±0.2℃精度要求所对应的热电堆传感器的输出典型值（14μV~20μV），这对于提高用户设备的测量精度尤为重要。

如下图所示，本电路是一个完整基于热电堆传感器的接口电路，其采用了LTC8552零漂移放大器。LTC8552在1kHz下的电压噪声频谱密度仅为19nV/√Hz，远低于35~40nV/√Hz的热电堆电压噪声密度。本电路适用于耳温计、额温枪等医用级体温测量设备以及工业测温仪等应用。

本电路设计步骤如下：
1.确定增益电阻R1、R2的阻值。为了使用较低值的增益设置电阻以降低反馈至输出端的电流噪声，R1阻值一般不易过大，建议的R1阻值在220Ω至2kΩ，本电路选择R1=1kΩ。然后，根据放大倍数要求选定R2阻值。该放大电路传递函数为：VO=VREF VTP×(1 R2/R1)

2.在反馈电阻R2上并联电容C2，以限制信号带宽来降低反馈至输出端的馈通及噪声。由于测温电路接近于DC应用，该电路的带宽可由R2和C2来限定：fP=1/(2π×R2×C2)

3.为了使两输入端上的源阻抗及CIN匹配，以使得馈通最小化，IN+输入端增加R3和对地连接的C3，并且，应使得R3=R1阻值，C3=C2容值。

4.为使得放大级之后建立RC滤波以获得更稳定的输出信号，在输出端连接R4及对地连接的C4。

5.为更好的利用放大器的线性输出工作范围以及利用ADC的满量程来获得更高分辨率的信号，通常在IN-端提供一个VREF偏置电压。VREF可以采用LDO或基准电压芯片来产生，也可以通过电阻分压的方式产生。

通过电阻分压的方式来获得VREF虽然成本较低，但是，如果将分压产生的VREF直接施加在输入端的电阻上时，流经R1的电流将会分流到分压电阻上而引起VREF发生变化。VREF的误差将对输出产生影响，由此会影响到系统测量的准确性（即引起额外的温度测量偏差）。本电路采用LTC8552的一路放大器来驱动VREF以提高系统测量的准确性。

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LT199G1, LT199G2, LT199G3 Bi-directional, Zero-Drift Current Sense Amplifiers

型号- LT199G2XC6/R6,LT199 SERIES,LT199G1XF10/R10,LT199G2XF10/R10,LT199G3,LT199G3XF10/R10,LT199G2,LT199,LT199G1,LT199G1XC6/R6,LT199G3XC6/R6

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LTA181 Bi-directional, Zero-Drift Current Sense Amplifiers Data Sheet

型号- LTA181A4XT6/R6,LTA181A4XC6/R6,LTA181 SERIES,LTA181A3XT6/R6,LTA181A2XT6/R6,LTA181A2XC6/R6,LTA181A3XC6/R6,LTA181A1XT6/R6,LTA181A4,LTA181A1XC6/R6,LTA181A1,LTA181A2,LTA181,LTA181A3

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先积集成电路公司产品介绍

型号- LTC8701,LTC8822,LTC8821,LTA87103,LTA87104,LTC8826,LTC8705,LTC8825,LTC8704,LTC8703,LTC8824,LTC8702,LTC8823,LTA8778,LTA8775,LTA8776,LTA87701R,LTC8382,LTA87102X,LTA8774,LTA8771,LTA8772,LTC8381,LTC358,LTA8092,LTC324H,LTA8091,LTA87701F,LTC8811,LTC8814,LTA87XX,LTC8813,LTA877X,LTC8812,LT180B2,LT180B1,LT180B4,LT180B3,LT180A4,LT180A1,LTA87101R,LT180A3,LT180A2,LTA8074,LTA8072,LTC358H,LTA8071,LTAOP27C2,LTP3454-XX,LTP3564,LTC331,LTA87101F,LTC358A,LTC8594,LTC8593,LTC8592,LTC8591,LTA8139GX,LTA80XX,LTC321A,LTA8084,LTA8081,LTC324,LTA8082,LTC321,LTP3558,LTP3559,LTC8745,LTC8744,LTC8742,LTC884X,LTC8748,LTC8746,LTC8741,LM2903B,LTA87(P)18,LTA87106X,LTA87(P)16,LTA87(P)14,LTA87(P)15,LTA87(P)12,LTA87705R,LTA87(P)11,LTA87705F,LTC393,MC33078,LTA8224,LTA8221,LTA8222,LM2904B,LTC882X,LTC8728,LTA084,LTA082,LTC8844,LTC8722,LTC8842,LTC8721,LTA87105R,LTC8841,LTC8726,LTC8725,LTC8724,LTA8711N,LTAOP27C,LTA87702X,LTA074,LTA072,LTA87105F,LTA1014,LTC8832,LTA1013,LTC8831,LTC8834,LTC8392,LTC8391,LTC8708,LTC8828,LTC8827,LTC8706,LTA064,LT19X,LTA062,LTA87107,LTA87108,LTC6004,LTC8544,LTP33XX,LTC6001,LTC72X,LTC6002,LTC8542,LTA8134,LTC8541,LTA8131,LTA8132,LTA8130,LTA8159GX,LTA4584,LTA8024,LTA8021,LTA8022,LTA8264,LTA4580,LTA8261,LTA8262,LTA4558,LTA8771N,LTA4550,LTA87706X,LTA8715N,LTC728,LTC726,LTC8876,LM2902B,LTC8875,LTC8874,LTA5532,LTC8878,LT199G3,LT199G2,LTA3472,LTA3474,LTC8872,LTC8871,LT199G1,LTC725,LTC724,LTA8175-2,LTC722,LTA8175-4,LTC721,LTA87707,LTA87703,LTAOP07,LTC8582,LTP31XX,LTC8581,LTC8584,LTA8294,LTA8292,LTA8291,LM331B,LTP3452-XX,LTA817X,LTC8333,LTC8332,LTC8331,LTA8184,LTA8064,LTA8061,LTA8182,LTA8062,LTA8180,LTA8181,LTC855X,LTA8718,LTA8715,LTA8716,LTA8714,LTA8775N,LTA8711,LTA8712,LTA8274,LTA8154,LTA8272,LTA8151,LTA8152,LTA8271,LTA8150,LM321B,LTA87(P)78,LTA87(P)76,LTA87(P)74,LTA87(P)75,LTA87(P)72,LTC8554,LTC8553,LTC8552,LTC8551,LTA8284,LTA8173-4,LTA8281,LTA8282,LTA8173-2,LTP3631,LTP3633,LTP3635,LTP3636,LTP3637

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描述- 上海先积集成电路有限公司（Linearin Technology Corporation）成立于2016年初，是一家专注于传感信号调理和功率电流感测应用的高端精密模拟芯片公司，总部位于上海，在深圳、西安和无锡等地设有研发中心。公司为汽车电子、新能源、智能家居、IoT物联网、工业控制和智能工厂、医疗设备、通信系统等市场提供创新产品和更优化的解决方案。

型号- LTC8822,LTC8701,LTC8821,LTC8826,LTA6358,LTC8705,LTC8825,LTC8704,LTC8824,LTC8703,LTC8823,LTC8702,LTR3030,LTC8382,LTR3033,LTP3465-XX,LTS111,LTA8094,LTS110,LTC8381,LTC358,LTA8092,LTC324H,LTA8091,LTS117,GP8101S,GP8202AS,LTS115,LTS116,LTC8811,LTC8814,LTC8813,LTC8812,LTP8036-XX,GP9301B,GP9101,LTA27C,LT180B2,GP9105,LT180B1,LTA27A,LT180B4,LT180B3,LTR3040,LTP7693,GP8202SL,LTP753,GP8211S,LTP3558A,LTR3012,GP8212S,LT180A4,LT180A1,LTP5070,LT180A3,LT180A2,LTA8074,LTA8072,LTC358H,LTA8071,LTP3454-XX,LTC331,LTP3565,LTP3567,LTA391,LTC358A,LTP3559A,GP8201S,LTR3025,LTC8594,LTC321H,LTC8593,LTR3020,LTC8592,LTC8591,LTC321A,LTC321B,LTA8084,LTA8081,LTC324,LTA8082,LTC321,LTS8630,LTP3558,LTP3559,LTC8745,LTC8744,LTC8743,LTC8742,LTC8748,LTC8746,LTP431A,LTP431B,LTA6034,GP8101,LT199G3A,LTA6031,LTC8741,LTA6032,LTC393,LTA2901,LTA2903,LTC5223,GP9305,LTA180B1,LTC5228,LTA8224,LTA8221,LTA6042,GP9303,LTA8222,LTA6041,LTA6044,LTP3570,LTC8728,LTA180A1,LTA180A2,LTA180A3,LTA180A4,LTC8844,LTC8723,LTC8722,LTC8842,LTC8721,LTC8841,LTC3157,LTC8727,LTC8726,LTC8725,LTA082H,LT199G1A,LTC8838,GP8111S,LTA180B2,LTA180B3,LTA180B4,LTC8832,LTC8831,LTC8836,LTC8835,LTP432A,LTC8834,LTP432B,LT199G2A,LTC8392,LTC8391,LTC8708,LTC8828,LTC8707,GP8112S,LTC8827,LTC8706,LTC6004,LTC8544,LTP33XX,LTR3312,LTC6001,GP8301,LTC6002,LTC8542,LTA8134,LTC8541,LTA8131,GP8303,LTA8132,GP8302,LTP3456-XX,LTR3325,LTR3320,LTA4584,LTA8024,LTA2904H,LTA8021,GP8413,LTA8264,LTA4580,LTA8022,LTA8261,LTD2260,LTA8262,LTD2261,LTC728,LTA6052,LTC727,LTC726,LTA6054,LTA6051,LTC6001U,GP9406,LTC8634,LTC8876,LTC8875,LTA77E,LTC8632,LTC8874,LTA77F,LTC8878,LT199G3,LT199G2,LTC8631,GP8312,LTC8872,GP9403,GP8311,GP7101,LT199G1,LTC8871,GP9401,GP8313,LTC725,LTC724,LTC723,LTC722,LTC721,LTD2284,GP8503,GP8502,LT181A4,LT181A3,LTC8582,LTC8581,LT181A2,GP8501,LT181A1,LTC8584,GP8500,LTA8294,LTA8292,LTA8291,LTA199G3,LTA199G2,LTA199G1,LTA6324,LTA6321,LTC8333,LTC8332,LTC8811A,LTC8331,LTA8184,LTA8064,LTA8061,LTA8182,LTA8062,LTA8181,LTP6202,GP8403,LTP829,GP8102SL,LTC2467,LTR3333,LTA6773,LTA6771,LTA6772,LTR3330,LTA8274,LTA8154,GP8401,LTA8272,LTA8151,LTA8152,LTA8271,LTD2114,LTD2115,LTD2113,LTC7227,GP8513,GP7305,LTD2118,LTR3340,LTC8554,LTC7222,GP8510,LTC8553,LTC8552,GP8512,LTC8551,LTP7792,LTA8284,LTA8281,LTA8282,LTP3631,GP8212AS,LTP3633,LTP3635,LTP3636,LTP3637

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LTC8552XV8/R6 PcbLib & SchLib & IntLib

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LTA199G1, LTA199G2, LTA199G3 Bi-directional, Zero-Drift Current Sense Amplifiers

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