用傳感器來捕獲溫度、壓力及其他環境變量生成低電平信號時，小信號檢測是一個
挑戰。這些信號很容易被測量環境周圍的噪音所掩蓋，從而對信號路徑中的其余電
子器件提出了苛刻的要求。如果數據采集系統對精度的要求較高，必須減小有效信
號的滿量程范圍，以提高檢測系統的信噪比(SNR)。有多種數字或模擬技術可以用
來改善檢測系統的信噪比。例如，圖1 所示電路采用的數字和模擬技術即可提高信
噪比，而且容易實現。該電路采用儀表放大器作為模擬信號通道的前端，有了這樣
一個模擬增益級即可改變整個系統的有效滿量程范圍。儀表放大器之后采用了一個
Δ-Σ轉換器，其內有模擬增益和數字濾波性能，合理配置時可使模擬增益和數字濾
波性能得到優化，從而進一步提高信噪比。最后的信號調理則是由μ控制器完成，
其中采用了軟件增益或比特位移。

圖1 .帶冷端補償功能的高精度熱電偶接口電路圖。采用Δ-Σ A/D轉換器ADS1212可使整個電路的分辨率達到19
至20位，INA128則用于使熱電偶的輸出范圍與數據轉換系統的輸入滿量程范圍相匹配。
本文討論了Δ-Σ轉換器之前的模擬增益級設計時需要權衡考慮的問題。在給出的電
路實例中采用儀表放大器(INA128)。選擇INA128是因為該器件帶有差分輸入，在
整個頻率范圍內都具有良好的共模抑制比，同時還可用單電源供電。在A/D轉換器
之前的其他增益值將在后面的溫度檢測應用電路中進行介紹。關于軟件增益、可編
程增益放大器設計以及Δ?Σ轉換器中數字濾波器方面的更多信息，參見應用筆記
AB-106。
熱電偶、RTD及應變計等檢測器件可對過程控制環境中可測量且可控制的物理或機
械事件做出反應。這些器件由于結構不同，其靈敏度也不同。例如，熱電偶(如圖
2a所示) 用于檢測范圍為0°C~1700°C之間較大的溫度變化。熱電偶是將兩種不同的
金屬材料焊接而成。當一種金屬的末端與另一種金屬的一端存在溫差時，就會產生
電壓。四種不同類型熱電偶的靈敏度如下表所列: