RTD至数字输出转换器解决方案

本方案以GXC400 RTD 至数字输出转换器为核心，是一款面向高精度铂电阻测温的单芯片信号调理解决方案，突破了传统方案"外置精密运放 + 高分辨率 ADC + 分立补偿电路"的复杂架构，将 15bit ADC、sinc3 高阶数字滤波器、2V 精密偏置电压与智能故障检测全部集成于 5.00×5.00mm 的 QFN-20 封装内。芯片支持 PT100/PT1000 输入与 2/3/4 线制连接，通过量化 RTD 与基准电阻的比例实现 ±1LSB 全量程测量精度，并对 50/60Hz 工频噪声提供 80dB 抑制；数字输出兼容 1/3 模式 SPI（最高 5MHz），可直接与各类 MCU 对接。配套 GXM121A 开发模块，板载 400Ω/4kΩ 基准电阻、2.54mm 标准插针与 3.5mm 接线端子，支持 P2P 兼容 MAX31865ATP+T，旨在为工业设备、医疗设备及仪器仪表的温度采集设计提供高精度、小体积、易替换、易量产的完整路径，解决分立方案精度不足、布线敏感、替换成本高与开发周期长等核心痛点。

• 单芯片高集成，测温精度高

15bit 高精度量化：内置 15bits ADC，测量精度达 ±1LSB，配合 BIAS 引脚提供的精准 2V 外部偏置电压，精确量化 RTD 与串联基准电阻的比值，把铂电阻的微小阻值变化转化为可靠数字量。

工频噪声免疫：内置 sinc3 高阶数字滤波器，对 50/60Hz 工频噪声提供 80dB 抑制，在电机、变频器、开关电源等强干扰现场仍能保持读数稳定。

转换快、响应及时：单次测量转换时间 20.0ms（50Hz 陷波）/ 16.7ms（60Hz 陷波），兼顾精度与采样效率，满足多点轮询与闭环温控需求。

宽温域稳定工作：芯片工作温度范围 −55℃ ~ +150℃，适配高低温极端工况。

• 接线制式兼容，现场布线快捷

2/3/4 线制支持：2 线适用于短距离贴近安装；3 线通过补偿线接入测量电桥，有效抵消引线电阻；4 线实现激励与测量分离，完全消除引线电阻影响，满足实验室级高精度测量。

基准电阻配置明确：选用 PT100 时参考电阻取 400Ω、滤波电容推荐 100nF；选用 PT1000 时参考电阻取 4kΩ、滤波电容推荐 10nF，接线与元件取值一目了然，减少调试试错。

P2P 替代 MAX31865ATP+T：封装与引脚兼容主流进口方案，典型应用电路高度相似，老项目可在不改板的前提下完成国产化替换，显著降低切换成本。

• 故障检测，维护成本降低

误连接实时识别：内置检测机制可识别 RTD 开路、RTD 短路、RTD 短路至电源或地等多种异常，便于现场快速定位故障点，避免"读数异常却查不出原因"的停机排查。

偏置内置免外置：由 BIAS 管脚直接为 RTD 提供稳定精确的 2V 偏置，无需额外搭建偏置电路，进一步精简 BOM 与 PCB 面积。

寄存器配置简洁：通过配置寄存器（如向 0x80 写入 0xC3 即可启用连续转换）与 RTD 数据寄存器（0x01/0x02）即可完成采集，配合标准 RTD 阻值换算公式，驱动开发工作量小。

• 宽电压输入，工程灵活适配

封装紧凑：QFN-20 封装仅 5.00×5.00mm²，另提供 SSOP20L 封装选项，适合高密度主板与探头内置式设计。

宽供电范围：电源电压 2.7V ~ 3.9V，兼容 3.3V 主流系统与电池供电场景。

接口标准化：兼容 SPI 模式 1/3（CPOL=0/1、CPHA=1），SDI/SDO/SCLK/CS 四线通信，最高 5MHz，可直接挂接 STM32 等主流 MCU 的硬件 SPI 或模拟 SPI。

开发模块即插即用：GXM121A 模块引出 SDI、RDY 等信号，配备 2.54mm 标准插针与 3.5mm 接线端子，板载 PT100/PT1000 参考电阻位，小尺寸可直接嵌入评估与整机验证。

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