RTKA-TCSTKEV1Z 是瑞薩電子推出的“DAQ on a Stick”系列參考設(shè)計之一，專為快速評估K型熱電偶信號采集系統(tǒng)而設(shè)計。該套件以USB閃存盤的緊湊形態(tài)集成完整信號鏈，涵蓋前端調(diào)理、精密ADC、電壓基準(zhǔn)、數(shù)字電位器及MCU，構(gòu)成一個自包含的高精度溫度采集演示平臺，適用于工業(yè)測溫、傳感器接口設(shè)計及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。瑞薩電子代理商-深圳市中芯巨能電子有限公司為您介紹RTKA-TCSTKEV1Z：核心器件及應(yīng)用場景。

系統(tǒng)架構(gòu)與核心器件

該評估板采用典型熱電偶信號鏈架構(gòu)，針對微弱電壓信號的高精度采集進行了優(yōu)化。其核心組件包括：

ISL28134：零漂移、軌到軌輸入/輸出運算放大器，用于熱電偶微伏級信號的前置放大。其超低失調(diào)電壓（<10μV）和極低溫漂（0.03μV/°C）有效抑制了低溫區(qū)測量誤差；

ISL21010：4.096V和3.3V雙電壓基準(zhǔn)，分別用于ADC參考和系統(tǒng)供電。4.096V基準(zhǔn)與24位ADC配合，實現(xiàn)1μV級分辨率，且具備±10ppm/°C溫漂，確保長期穩(wěn)定性；

ISL22317：128抽頭數(shù)字電位器，用于冷端補償（CJC）電路的增益或偏置調(diào)節(jié)，支持I2C控制與非易失存儲，便于校準(zhǔn)參數(shù)固化；

ISL26102：24位Δ-Σ ADC，具備低噪聲（有效分辨率>20位）、可編程采樣率（10Hz~4kSPS）和內(nèi)部PGA，直接連接放大后的熱電偶信號；

R5F10JBC：基于RL78/G1C內(nèi)核的8位MCU，集成USB 2.0接口，負責(zé)ADC數(shù)據(jù)讀取、冷端溫度補償（通常配合片內(nèi)或外部溫度傳感器）、線性化處理及USB通信。

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整個系統(tǒng)由USB總線供電（5V），無需外部電源，即插即用。

功能特性與評估能力

實時溫度顯示與圖形化監(jiān)控：配套GUI軟件通過USB接收MCU上傳的數(shù)據(jù)，實時顯示溫度值并繪制趨勢曲線，便于觀察系統(tǒng)響應(yīng)與穩(wěn)定性；

完整信號鏈驗證：從熱電偶輸入、前端放大、ADC轉(zhuǎn)換到MCU處理與通信，完整呈現(xiàn)高精度模擬前端（AFE）的設(shè)計范式；

冷端補償實現(xiàn)：通過板載溫度傳感器（或MCU內(nèi)部傳感器）測量接線端子溫度，結(jié)合數(shù)字電位器或軟件算法實現(xiàn)冷端補償，提升測量準(zhǔn)確性；

精度表現(xiàn)：在0°C以上范圍內(nèi)，系統(tǒng)測量精度符合K型熱電偶標(biāo)準(zhǔn)（IEC 60584），典型誤差<±1°C，適用于中低溫工業(yè)測溫場景。

設(shè)計價值與工程啟示

該參考設(shè)計不僅是一個演示工具，更為工程師提供了以下實用價值：

AFE設(shè)計樣板：展示了如何將零漂放大器、低噪聲ADC、高穩(wěn)基準(zhǔn)與MCU協(xié)同設(shè)計，優(yōu)化噪聲、溫漂與電源抑制比（PSR）；

校準(zhǔn)策略參考：通過ISL22317的非易失存儲功能，可實現(xiàn)出廠校準(zhǔn)參數(shù)的保存，避免每次上電重新校準(zhǔn)；

USB接口集成方案：RL78/G1C MCU內(nèi)置USB模塊，簡化了與PC的通信接口設(shè)計，適合便攜式數(shù)據(jù)采集設(shè)備；

低功耗設(shè)計示范：全系統(tǒng)在USB供電下運行，各器件均選用低功耗型號，適用于電池供電或能量受限場景。

應(yīng)用場景

熱電偶信號調(diào)理電路原型驗證；

工業(yè)溫度監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)；

學(xué)生實驗與教學(xué)演示；

替代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集卡進行低成本、小體積測溫。

總結(jié)

RTKA-TCSTKEV1Z 不僅是一個“即插即用”的溫度測量演示器，更是一套高精度模擬信號鏈的完整技術(shù)參考。它集成了瑞薩在精密模擬與低功耗MCU領(lǐng)域的核心產(chǎn)品，為工程師提供了從傳感器接口到數(shù)據(jù)輸出的端到端解決方案。對于從事傳感器前端設(shè)計、工業(yè)控制或嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的工程師而言，該套件是快速驗證設(shè)計思路、理解系統(tǒng)級權(quán)衡（trade-off）的理想工具，有助于加速產(chǎn)品原型開發(fā)與技術(shù)選型。