温度传感器芯片简化设计(英文翻译)分解.doc

温度传感器芯片简化设计 当你开始选择一个温度传感器,你不再局限于一个模拟输出或数字输出设备。现在有一个广泛的传感器类型的选择,其中一个应该匹配您的系统的需求。 直到最近,所有市场上的温度传感器提供的模拟输出。热敏电阻、RTDs和热电偶是紧随其后的是另一个模拟输出设备,硅温度传感器。在大多数应用程序中,不幸的是,这些模拟输出设备需要一个比较器,ADC,或者一个放大器的输出,使它们有用。 因此,当更高级别的集成成为可行的,温度传感器与数字接口。这些集成电路在各种形式的销售,从简单的设备,信号当一个特定的温度已经超过了那些报告远程和本地的温度,同时提供警告在程序温度设置。选择现在模拟输出和数字输出传感器之间不是简单的;有一个广泛的传感器类型的选择。 温度传感器的种类 四个温度传感器类型如图1所示。理想的模拟传感器提供了一个输出电压,是一个完美的线性温度的函数(a)。在数字I / O类传感器(B),温度数据在多个0和1的形式传递给单片机,通常通过一个串行总线。沿着相同的总线,数据被发送到单片机的温度传感器,通常设定的温度极限预警销的数字输出将旅行。警报打断了单片机温度极限时已经超过了。这种类型的设备还可以提供风扇控制。 “模拟正量”传感器(C)可与各种类型的数字输出。集成电路的输出电压与温度曲线的数字输出开关,当一个特定的温度已经超过了。在这种情况下,“+”添加到模拟温度传感器无非是一个比较器和一个参考电压。其他类型的“+”部分船温度数据的延迟时间后被选通,一部分频率的形式或方波的周期,这将在稍后讨论。 系统监控(D)是最复杂的集成电路的四个。除了提供的功能数字I / O型,这种类型的设备一般监控系统提供电压,提供一个警报当电压上升高于或低于限制通过I / O总线。风机监测和/或控制有时是包含在这种类型的IC。在某些情况下,这类设备是用于确定风扇是否工作。更复杂的版本控制风机作为一个或多个测量温度的函数。系统监控传感器没有这里讨论但简要提到给完整可用的类型的温度传感器。 模拟输出温度传感器 热敏电阻和硅温度传感器广泛应用形式的模拟输出温度传感器。图2中清楚地表明,当电压和温度之间的线性关系是必要的,一个硅比热敏电阻温度传感器是一个更好的选择。然而,在一个狭窄的温度范围,热敏电阻可以提供合理的线性和良好的灵敏度。许多电路最初由热敏电阻随时间更新使用硅温度传感器。 硅温度传感器有不同的输出尺度和偏移量。一些,例如,可用与产出成正比的转移函数K,其他人°C或°F。°C的一些部分提供一个偏移量,负温度可以使用单端供应监控。 在大多数应用程序中,这些设备的输出输入比较器或a / D转换器的温度数据转换成数字格式。尽管需要这些额外的设备、热敏电阻和硅温度传感器继续享受流行由于低成本和方便的使用在许多情况下。 数字 I/O 温度传感器 大约五年前,介绍了一种新型的温度传感器。这些设备包括一个数字接口,允许与单片机通信。接口通常是一个我2C或SMBus串行总线,但其他串行接口SPI等是常见的。除了报告单片机温度读数,接口也从单片机接收指令。这些指令通常温度限制,如果超过,激活一个数字信号的温度传感器集成电路单片机中断。单片机可以调整风扇转速或后退一个微处理器的速度,例如,控制温度。 这种类型的设备是可用的各种特性,其中,远程温度传感。使遥感,大多数高性能cpu包含一个芯片上的晶体管,它提供了一个模拟电压的温度。(只有一个晶体管的使用两个pn结。)图3显示了一个远程被监视CPU使用这种技术。其他应用程序利用离散晶体管来执行相同的功能。 另一个重要功能上找到这些类型的传感器(包括传感器如图3所示)是能够中断时单片机测量温度超出范围有界高和低的限制。在其他传感器,产生一个中断,当测量温度超过温度高或低的阈值(即。,而不是两个)。对传感器在图3中,这些限制被传输到温度传感器通过SMBus界面。如果温度高于或低于限制范围内移动,警报信号中断处理器。 见图4是一个类似的设备。监控一个pn结,然而,它监控四个交叉点,其内部的温度。因为箴言MAX1668消耗少量的权力,其内部温度接近环境温度。测量环境温度指示是否系统风机正常运行。 控制风扇,而远程温度监控的主要功能是集成电路如图5所示。这一部分的用户可以选择两种不同的模式之间的风扇控制。在PWM模式下,单片机控制风扇转速作为测量温度的函数通过改变的责任周期信号发送到风扇。这允许的功耗远小于线性模式的控制,这也提供了一部分。因为一些球迷发出可听见的声音的频率PWM信号控制,线性模式可以是有利的,但在价格更高的功耗和额外的电路。增加功耗的一小部分力量被整个系统,。 该集成电路提供警报信号中断时,单片机温度违反指定的限制。安全特性信号的形式称为“公开”(“温度”的缩写版本)。如果微控制器或软件锁定而温度上升到危险水